物理学家将量子记忆链接到有史以来最长的距离

中国的科学家团队已经将超过30英里（50公里）光缆的量子记忆联系起来，比以前的记录高出40倍以上。科学家们说，这一壮举是迈向防黑客互联网的重要一步。

我们今天使用的互联网确实是一项革命性的发明。它通过信息将世界联系在一起，使我们能够分享数百万只可爱又可爱的猫的照片。但是，互联网上也充满了黑客试图拦截重要或敏感信息的信息。为了进行反击，物理学家提出了一个解决方案，在薛定'的猫的帮助下，那只著名的假死猫科动物试图揭露亚原子粒子的怪异本质。

提出的解决方案是一个由怪异的量子力学世界统治的新互联网。这样的互联网有一天可能成为安全发送，接收和存储数据的标准。

在古典计算世界中，信息是用值为0或1的位表示的。量子互联网，如量子计算机，将利用量子力学的基本特性之一，即叠加原理。物理学家欧文·薛定谔（ErwinSchrödinger）提出的“猫在盒子里既死又活”的悖论对此进行了著名的描述。量子计算机使用量子位或“量子位”，它们可以以重叠状态存在，在该状态下它们同时具有1和0的值。量子位以不确定状态存在，直到被观察者测量到为止，将量子位折叠为0或1的确定状态。

如果将两个或更多的量子位配对在一起，它们就会纠缠在一起。量子纠缠是两个或多个粒子之间的空灵连接，因此对一个粒子执行的任何操作都会立即影响另一个粒子，而无论它们之间有多远。爱因斯坦（Albert Einstein）将这种现象称为“远距离怪异动作”。量子互联网的真正魔力将始于使用纠缠的粒子（也称为量子隐形传态）发送信息时。

中国科学技术大学物理学教授潘建伟和该研究的合著者在接受《国家科学评论》采访时说。

由于纠缠的量子位并未以任何形状或形式物理链接在一起，因此无法拦截它们之间的通信。

潘和他的团队已经证明了光粒子或光子在空旷空间中的长距离纠缠。2017年，他的团队使用名为Micius的绕地球轨道的卫星中继器纠缠了746英里（1200公里）的两个光子。

实际上，纠缠是一项挑剔的工作。最微小的干扰（例如温度变化或振动）会破坏纠缠的粒子之间的联系，从而破坏其共享状态。为了实现真正的量子互联网，物理学家将需要寻求所谓的量子记忆的帮助。

“量子内存是一种存储量子信息的设备。[它需要存储两个状态的叠加。”中国科学技术大学合肥的鲍晓慧是该科学的合著者。学习时，告诉Live Science。

量子记忆
在2月12日发表在《自然》杂志上的这项研究中，潘和他的同事成功地在50公里的光缆上纠缠了量子记忆。以前的记忆分离记录为0.8英里（1.3公里）。

鲍说，在这项新研究的实验中，量子记忆是由激光束缚在真空中的ed原子构成的集合。该团队使用光子读取和写入1亿个被困原子的云。光子被用来将原子激发到更高的能量状态，设置研究人员希望纠缠的量子位，并产生一个纠缠的光子，沿着光缆发送。然后，研究人员需要改变光子的频率，以免光子在实验室缠绕的50 km光缆中丢失。最终，光子可以在通过电缆的过程中被发送，从而成功纠缠第二量子内存。

尽管实现了存储器之间的量子纠缠，但该团队尚未在两个节点之间执行信息的量子远传。研究人员说，他们希望这项工作将为创建量子中继站网铺平道路，该站点将纠缠的通信扩展到更长的距离，并最终发展成大规模的量子网络。