基于量子糾纏現(xiàn)象實現(xiàn)遠距離瞬間通信的芯片

布里斯托大學研究人員開發(fā)的一款芯片，能在電路中生成光粒子，利用量子糾纏現(xiàn)象實現(xiàn)遠距離瞬間通信。

量子芯片渲染圖

英國和丹麥科學家稱，他們首次實現(xiàn)了信息在兩個計算機芯片之間的“瞬間傳輸”，此舉可能催生更安全的“量子網(wǎng)絡”。

英國布里斯托大學和丹麥技術大學的專家，首次利用被稱作“量子糾纏”的物理現(xiàn)象，實現(xiàn)“瞬間發(fā)送數(shù)據(jù)”。

計算機芯片不需要電氣或物理連接即可傳輸信息，因為量子糾纏使微粒能瞬間通過很遠的距離進行通信。

布里斯托爾大學研究人員稱，這一技術在量子計算和網(wǎng)絡領域有廣泛用途，因為改變一個微粒的狀態(tài)，另一個微粒的狀態(tài)也會自動發(fā)生改變。

兩所大學的聯(lián)合研究團隊稱，他們的研究可能為量子互聯(lián)網(wǎng)鋪平道路，“將能夠保護信息不會受到惡意攻擊”。

研究人員在芯片內(nèi)制造的經(jīng)過特別設計的可編程電路，能夠產(chǎn)生光粒子。

這些微粒利用量子糾纏現(xiàn)象，能夠在不同芯片之間“瞬間傳輸”，實現(xiàn)即時通信。

在使光粒子在經(jīng)過專門編程的計算機芯片之間傳輸信息方面，該研究團隊獲得了91%的成功率。

這項研究論文共同作者丹·盧埃林（Dan Llewellyn）說，“在實驗室的兩個芯片之間，我們能夠演示高品質(zhì)的糾纏鏈接?！?/p>

他表示，這項新研究相當重要，因為量子計算機、量子互聯(lián)網(wǎng)等技術依賴于“量子信息”。

盧埃林稱，“信息編碼在單個微粒對中，難以控制和測量”。

布里斯托大學研究人員能夠利用量子糾纏現(xiàn)象將不同芯片連接在一起，他們能夠操控一個粒子，引發(fā)粒子對中位于其他芯片中的另外一個粒子發(fā)生變化

盧埃林及其團隊開發(fā)的設備，能夠在可編程電路中產(chǎn)生和操控單個微粒對。

他們開發(fā)的芯片，能夠把量子信息編碼在電路產(chǎn)生的光中，然后它們就能高效地處理信息了。

研究團隊稱，信息瞬間傳輸不僅可以用于量子通信，還是量子計算的基礎。

他們在一份聲明中說，“但是，在實驗室的兩個芯片之間利用量子糾纏現(xiàn)象建立通信鏈路，被證明極具挑戰(zhàn)性?！?/p>

不過他們表示，他們的新工藝可以生產(chǎn)出更高質(zhì)量、更快的量子電路，是迄今為止最高效的工藝之一。

他們還展示了電路的其他功能，例如“交換”——量子網(wǎng)絡正常運行所需要的一個過程。

研究團隊也展示了與光子狀態(tài)有關的一種過程——是開發(fā)量子互聯(lián)網(wǎng)和量子計算機所需要的。

盧埃林說，對于開發(fā)“量子計算和通信所需要的更復雜量子電路”而言，這是重要的一步。

這項研究的第一作者王建偉（Jianwei Wang，音譯）博士表示：“量子光子器件和經(jīng)典電子控制系統(tǒng)的結合，將為完全基于芯片的CMOS兼容量子通信與信息處理網(wǎng)絡打開大門。”

這項研究的論文發(fā)表在《自然物理學》期刊上。