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超高速通信系統(tǒng):傳輸單一光子束97千米
2012年08月13日 10:15 來(lái)源:鳳凰科技 作者:秩名 我要評(píng)論(0)
北京時(shí)間8月12日消息英國(guó)每日郵報(bào)報(bào)道, 目前兩支科研小組的最近研究將量子態(tài)隱形傳輸提升到前所未有的新高度,他們發(fā)送了一束單一光子束,傳輸距離長(zhǎng)達(dá)97千米。這項(xiàng)突破性進(jìn)展可能將是邁向創(chuàng)造量子計(jì)算機(jī)和其它超越目前極限的新科技的重要一步。雖然傳送人類(lèi)可能還有很長(zhǎng)的路要走,但科研學(xué)者認(rèn)為目前最新的研究已經(jīng)是向前的重要一大步。
圖1 量子科學(xué)家發(fā)送了一束單一光子,傳輸距離長(zhǎng)達(dá)97千米,經(jīng)過(guò)了中國(guó)的一個(gè)大湖泊。希望這項(xiàng)工作能夠走向超高速通信系統(tǒng)。
該研究小組在沒(méi)有光纖電纜或其他中介機(jī)構(gòu)的條件下,利用一小集光子將一個(gè)量子位(量子計(jì)算中的最小信息單位)傳輸97千米,途中經(jīng)過(guò)了一個(gè)湖泊。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中他們利用了一個(gè)復(fù)雜的激光定位設(shè)備。
量子態(tài)隱形傳輸依賴(lài)于一種名為糾纏的現(xiàn)象,通過(guò)這個(gè)現(xiàn)象量子粒子通過(guò)空間共享脆弱隱形的鏈接。比如兩個(gè)糾纏的光子,可能有彼此關(guān)聯(lián)卻相反的偏振態(tài)—如果一個(gè)光子是垂直偏振,那另一個(gè)必須是水平偏振的。
但是多虧了量子力學(xué)的錯(cuò)綜復(fù)雜性,每個(gè)光子的特定偏振仍然是未定的,直到其中一個(gè)被測(cè)量確定,那時(shí)另一個(gè)光子的偏振態(tài)立即變成相反的,即使這一對(duì)糾纏的光子可能相距幾千米的距離。
這就是科學(xué)家認(rèn)為可以用于量子態(tài)隱形傳輸?shù)默F(xiàn)象。整個(gè)中國(guó)科研小組利用紫外線通過(guò)刺激晶體產(chǎn)生糾纏的光子。這個(gè)過(guò)程將產(chǎn)生同樣波長(zhǎng)但相反(目前還未知)的偏振值。其中一個(gè)光子被發(fā)送97千米穿越了青海湖,而另一個(gè)光子則在本地進(jìn)行分析。這項(xiàng)研究報(bào)告發(fā)表在《自然》科學(xué)期刊上。
圖2這項(xiàng)突破性進(jìn)展在無(wú)需電纜的情況下,通過(guò)提供超高速通信,將會(huì)改變?nèi)藗兊臏贤ǚ绞健?/p>
利用這些光子,科研學(xué)者從實(shí)驗(yàn)室將量子態(tài)復(fù)制到遙遠(yuǎn)的工作站,與之前的研究相比獲得了更遠(yuǎn)距離的量子態(tài)隱形傳輸。
這個(gè)激光定位設(shè)備是由尹娟研發(fā),該設(shè)備對(duì)抵消分鐘地震和大氣變化非常必要,后者將會(huì)打破兩個(gè)遙遠(yuǎn)地區(qū)之間的連接。
這次研究中光子傳輸?shù)木嚯x比以前的記錄超出了16千米。然而第二支研究小組認(rèn)為他們將獲得更好的結(jié)果,這種歐洲和加拿大的科研小組稱(chēng)他們已經(jīng)將信息從加納利群島傳輸?shù)?43千米遠(yuǎn)的地方。然而此結(jié)果目前還沒(méi)有發(fā)表的相關(guān)文章。
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