量子互联网关键连接首次实现

4月22日，PHYS.ORG的一则报道揭示了量子互联网发展的重大突破。英国与德国的研究团队成功实现了量子信息的制作、存储与检索，这一进展对于量子网络的构建和推动分布式计算、安全通信等领域的发展具有重大意义。

在量子信息的传输过程中，长距离传输中的信息丢失问题一直是科学家们面临的难题。为了解决这一问题，研究团队创新性地提出了将网络划分为多个小单元，并通过共享量子态将它们紧密相连。然而，要实现这一设想，关键在于确保量子存储设备与量子信息生成设备之间的有效“交互”。令人振奋的是，英德两国的科研团队成功打造了一个系统，成功地将这两个核心组件紧密相连，并通过常规光纤实现了量子数据的传输。这一重大成果已在《科学进展》杂志上发表，引起了业界的极大关注。

在常规的电信系统中，信息在长距离传输时往往会出现丢失。为了解决这一问题，电信系统通常会在固定点设置“中继器”，用于读取并重新放大信息，以确保信息的完整传输。然而，这种经典的中继器却无法应用于量子信息的传输。因为任何尝试读取和复制量子信息的行为都会破坏其完整性。尽管这在一定程度上增强了量子信息的安全性——任何尝试窃听量子连接的行为都会破坏信息并触发警报，但同时也为量子信息的传输带来了巨大挑战。

为了克服这一挑战，并充分发挥量子信息的优势，研究人员提出了以纠缠光子的形式共享量子信息。在量子网络中，实现长距离的纠缠共享需要两种关键设备：一种是用于产生纠缠光子的设备，另一种是用于存储并允许后续检索的设备。

这个新创建的系统中，两个设备采用了相同的波长，实现了无缝连接。量子点负责产生光子，并将其传递给量子存储系统。这些光子随后被存储在铷原子云中，确保了信息的稳定存储。更为令人振奋的是，通过激光可以轻松地“激活”和“关闭”存储器，按需存储和释放光子。值得一提的是，这两个设备的波长与当前电信网络使用的波长相匹配，意味着它们可以通过日常互联网中常见的常规光纤电缆进行传输，为量子信息的实际应用铺平了道路。

英国伦敦帝国理工学院的物理系博士莎拉·托马斯表示，将这两个关键设备成功连接在一起，是实现量子网络的关键一步。德国斯图加特大学的卢卡斯·瓦格纳也指出，实现远程位置甚至量子计算机之间的连接，是未来量子网络的核心任务。

这项研究不仅展现了量子互联网发展的巨大潜力，也为未来的分布式计算和安全通信提供了全新的可能性。

审核编辑：黄飞