全球量子网络即将成为现实？

jpfree

近日，由世界各国研究人员组成的团队成功将一量子比特（quantum bit）从拉帕尔瓦（La Palma）传输到特纳利夫岛（Tenerife），创造了量子数据传输的距离之最：143千米，打破了之前由中国保持的97千米的记录。143千米这个数字十分地不寻常，因为它已经接近了近地轨道卫星与地面之间的距离。也就是说，如果量子数据的传输距离能够达到这个标准，那么从理论上说我们就可以应用近地轨道卫星建立起一套量子网络。
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量子通信并不是所谓“瞬间移动”，但是其概念也很相近。量子网络应用的原理是量子纠缠（quantum entanglement）。量子纠缠描述了这样一个现象：两个彼此处于量子纠缠微观粒子无论距离多远，即使一个在太阳系另一个在几十万光年外的未知星云，只要这两个粒子彼此处于量子纠缠，则通过改变一个粒子的量子状态，就可以使另一个粒子状态也发生改变。一个粒子可以传递有限的信息，而亿万个粒子联手，就形成了量子网络。之前该领域面临的最大问题是如何保持脆弱的量子粒子的完好性，甚至只要我们看它一眼（当然你什么也看不到），光子就有可能将其破坏。研究人员此番在拉帕尔瓦将一些纠缠态量子中的一个通过高能量激光成功发射到特纳利夫岛。这样一来，一旦位于拉帕尔瓦的纠缠态光子有了变化，特纳利夫岛上的纠缠态光子就会“立刻响应”，这种传递没有任何的延迟，响应速度甚至超过了光速，但这种传递本质上是量子状态下的传送，而非实际物质的传递。
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量子网络有何用途呢？从小的角度看，由量子理论我们可以知道，没有人可以对纠缠态光子进行“监控”，因此人们可以通过量子网络建立起一套无法被破译的安全密钥系统，相信这将受到各国政府的热烈欢迎。从长远角度看，量子网络可以构架出一个由量子计算机构成的因特网主干，从理论上来说，每台链接到量子网络的量子计算机和量子芯片都可以通过纠缠态光子“立即”与彼此建立连接。
研究人员下一步的工作重点是发射一个能够收发量子的近地轨道卫星，这并不是件容易的事，所以我们可能还得等上几年（或者几十年）。不过这个领域的发展速度已经超乎了我们的想象。就在两年前，量子数据传输的距离记录还是中国团队创造的16千米，今年年初这个数据就被他们刷新至97千米，现在我们已经能够达到143千米了。谁知道呢，说不定我们在有生之年就能看到传说中的量子网络的诞生了。
  y7 s& ]& Q4 L' ~编者注：

由于对原文理解的偏差，本文一开始错误地表达了“无延迟通信”的概念，量子通信目前的应用主要是在量子加密方面。现已根据原文更正，感谢@Poporange、@尹章琦、@eggcar 等读者指出本文的错误，以及各位读者非常有营养的讨论。

文章编译自ExtremeTech： New quantum teleportation record paves the way towards a worldwide quantum network作者： Sebastian Anthony

nantongcosco

我一直不明白这量子纠缠是如何实现的，就只知道这是现实的,有人可以简单科普下？

besser81

这玩意没有速度的吧，一对纠缠态的量子，改变一个，另一个也会发生同样的改变。
3 Q  ?& D4 i* T# ^# L! d) S6 Y/ ~为啥我首先想到的是超级量子计算机，还有全世界人都玩的虚拟现实网游，哇！！！

lyyy_xl

同求科普

缥缈断翅

据我所知，量子通信和超光速根本沾不上边，因为我们目前根本无法控制量子的状态，只能去观测，让其坍缩；比如坍缩后是0 那么对面的纠缠量子对 肯定是1  这样就主要是用于量子加密通信，而非所谓的超光速通信，因为实际上解密所需的信息仍然是通过传统通信渠道发给对方的。