西北大学突破量子通信瓶颈，为未来智能系统铺平道路

西北大学突破量子通信瓶颈，为未来智能系统铺平道路

引用

中国科学院

等

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来源

1.

https://www.cas.cn/kj/202412/t20241226_5043504.shtml

2.

https://finance.sina.com.cn/tech/digi/2024-12-26/doc-ineattpa8197819.shtml

3.

http://edu.people.com.cn/n1/2024/1226/c1006-40389893.html

4.

https://www.nwu.edu.cn/info/1207/39499.htm

5.

https://www.forwardpathway.com/156044

2024年12月，美国西北大学研究团队在量子通信领域取得重大突破：他们首次实现了通过普通光缆进行量子隐形传态，成功将量子态隐形传输了30公里。这一突破性进展不仅展示了量子通信与现有互联网基础设施的兼容性，更为未来智能系统的升级换代开辟了新的可能。

在光通信中，经典通信信号通常由数百万个光粒子组成，而量子信息则使用单个光子。传统观念认为，单个光子很容易被经典通信的大量光子干扰，就像一辆自行车在满是重型卡车的隧道中穿行。然而，西北大学的研究团队找到了让脆弱的光子避开繁忙流量的方法。

通过深入研究光在光缆中的散射机制，研究人员发现了一个散射效应最小的波长点来传输光子。他们还加入了特殊滤波器，以减少来自常规互联网流量的噪音。实验结果显示，即使在互联网流量繁忙时，量子信息也能成功传输。

这一突破的关键在于解决了量子通信与现有基础设施的兼容问题。研究团队通过以下创新实现了这一目标：

1. 波长选择：找到一个散射效应最小的光波长，确保量子信号的清晰传输。
2. 滤波技术：开发特殊滤波器，有效减少经典通信带来的干扰。
3. 共存机制：设计量子信号与经典通信在同一根光缆中共存的方案。

这项技术的实现意味着，未来无需专门铺设新的光纤，就可以构建量子网络，大大降低了量子通信的部署成本和难度。

这一突破将对未来的智能系统和互联网产生深远影响：

1. 信息安全：量子通信利用量子纠缠技术，任何窃听行为都会被立即发现，为金融交易、政府通信和个人隐私提供了前所未有的安全保障。

2. 基础设施升级：与现有互联网基础设施的兼容性，使得量子网络的部署更加便捷，降低了大规模改造的成本。

3. 分布式应用：为分布式量子传感和计算提供了技术支持，有望在地震预测、医疗诊断等领域实现突破。

根据市场预测，到2035年，全球量子通信市场规模将达到110亿至150亿美元，到2040年将进一步增至240亿至360亿美元。这一快速增长的市场不仅体现了技术的商业价值，更反映了量子通信在国家战略中的重要地位。

西北大学的这一研究成果，不仅展示了量子通信技术的可行性，更为未来量子互联网的构建奠定了基础。随着技术的不断进步，量子通信有望在以下几个方面发挥重要作用：

1. 科技创新：推动量子计算、量子传感等前沿技术的发展，为科学研究提供新的工具和方法。
2. 产业升级：为通信、医疗、金融等行业带来革命性的变化，提升产业竞争力。
3. 国家安全：构建高度安全的通信网络，增强国防能力。

这一突破性进展不仅展示了量子通信技术的巨大潜力，更为未来智能系统的升级换代开辟了新的可能。随着研究的不断深入和技术的持续创新，量子通信有望在不久的将来从实验室走向实际应用，为人类社会带来深远影响。