惊爆！量子纠缠光子实现 30 小时稳定传输，网络将迎来大变革
惊爆！量子纠缠光子实现 30 小时稳定传输，网络将迎来大变革
美国科学家在量子网络领域取得重大突破：首次实现量子纠缠信号在商业网络上30小时不间断传输。这一成果为实用量子互联网的发展奠定了重要基础。
你知道吗？最近，科学家们在量子网络领域取得了一项重大突破！美国能源部橡树岭国家实验室（ORNL）、查塔努加的商业公用事业公司EPB，还有田纳西大学查塔努加分校的研究人员携手合作，成功实现了量子纠缠信号在商业网络上100%正常运行时间的传输，而且这个传输过程持续了30多个小时都没有中断！这一突破让我们朝着实用的量子互联网又迈进了一大步。
在了解这个成果之前，咱们得先明白一些量子知识。量子计算依靠的是量子比特（qubit）来存储信息，和我们平常电脑里用的二进制比特不一样，量子比特可以同时处于多个状态，这就是神奇的量子叠加原理。就好像一个小盒子，普通比特只能装一种信息，要么是0，要么是1；但量子比特这个小盒子能同时装好多信息。这次研究用的是光粒子，也就是光子，把它们当作量子比特。
在传输量子纠缠信号的时候，有个大麻烦，就是信号特别容易受到外界干扰。像风吹、温度变化，还有光纤电缆受到的其他一些压力，都会影响光子的偏振方向，进而干扰信号传输。之前也有一些解决办法，但是要么不能适应所有的偏振情况，要么就得定期重置网络，给使用网络的人带来很多不便。
为了解决这些问题，研究团队想出了一个好办法，叫自动偏振补偿（APC）技术。这个技术就像是给量子信号请了个“保镖”，能实时监测和调整光子的偏振方向。它利用激光产生参考信号，再通过一种叫外差检测的超灵敏方法，来保证信号稳定。
有了APC技术的“保驾护航”，研究人员成功地在田纳西大学查塔努加分校的一个节点，和另外两个距离大概半英里远的EPB量子网络节点之间，实现了量子纠缠信号30多个小时的不间断传输。这个传输过程中，信号一直很稳定，几乎没有受到外界干扰。
领导这项研究的橡树岭国家实验室量子研究科学家约瑟夫・查普曼说：“我们一直希望开发出能让用户毫无障碍使用的量子通信系统。这次是首次展示这个方法，它不仅能快速稳定信号，还能保证量子信号不中断，使用网络的人完全感觉不到信号有任何卡顿，也不用专门安排网络停机时间。”
现在，查普曼已经为这个方法申请了专利。接下来，研究团队还打算进一步优化这个技术，提高网络带宽和补偿范围，让它能在更多复杂的环境下高效运行。
EPB的首席执行官大卫・韦德说：“和橡树岭国家实验室这样的机构合作，能让我们更好地提升EPB量子网络，为科研人员、初创企业和学术客户提供更优质的服务。自从推出了商业可行的量子网络，我们就一直在努力，希望能让大家从量子技术的发展中受益，把查塔努加打造成量子技术开发者的聚集地和投资热点。”
田纳西大学查塔努加分校的官员也表示会继续支持这项研究。该校负责研究的副校长莱因霍尔德・曼恩说：“能参与这个成功的合作项目，我们特别激动。这次合作推动了量子信息科学和技术的发展，也为我们的学生提供了更丰富的实践学习机会。”
相信随着这项技术的不断完善，未来的量子网络会给我们的生活带来更多意想不到的变化。
参考资料：DOI：10.1364/OE.543704