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原子係統間可實(shí)現遠距離量子隱形傳輸

發(fā)布時間(jiān):2013-06-09 作者: 來源:科技日報 瀏覽:1230

      據美國每日科學網站6月7日報道,幾年前,科學(xué)家們就成功地實現了光與光係統間的量子信息隱形傳輸。2006年,丹麥哥本(běn)哈根大學尼爾斯?玻(bō)爾研(yán)究所的研究人員(yuán)成功地實現了光和氣態原子間的量子信息(xī)隱形傳(chuán)輸。現在,他們又實現(xiàn)了量子信息在兩團氣態原(yuán)子雲間的隱形傳輸,且(qiě)已(yǐ)取得了(le)穩定的結果,數次嚐試均告成功,這被研究人員視為非常重要(yào)的一步。論文發表(biǎo)在《自然?物理(lǐ)學》雜誌(zhì)上。

      研究人員在(zài)實驗中用到了兩個相互獨立(lì)的玻璃容器(qì),每個容器內包含有由(yóu)數十億個銫氣態原子組成的雲團。他們首(shǒu)先朝第一個玻璃容器內發送激(jī)光(guāng),接著(zhe),奇異的量子現象發生了:光(guāng)和氣體相互糾纏在一起,這意味著(zhe)它們已經(jīng)建立了某種量子連接。

      這兩個玻璃容器都置於一個擁(yōng)有磁場的房間內(nèi)。當具有某一特(tè)定波長的激光照射(shè)在氣態原子上時,原子內部最外層的電子會像磁針一樣指向同一個方向??朝上或朝下。科學家們解釋道,正是這一方向組成了量子信息,就(jiù)像計算機(jī)的信息由0和1組成一樣。

      這些氣體會發出(chū)包含有量(liàng)子信息的光量子,這些光隨後被發送到第二個氣體容器(qì)上,此(cǐ)時,研究人員也從光那兒讀取到了量子(zǐ)信息,並用探測器對光量子進行了(le)登記。然後,探測器發出(chū)的信號被(bèi)傳回第一個容(róng)器,結果發現,該容器裏原子內(nèi)的電子方向會根據信號進(jìn)行調整。這樣,他們就實現了量(liàng)子信息從第二個容器到(dào)第一個容器的隱形傳輸。

      研究人員表示(shì),實(shí)驗在室溫下進行,這使得氣態(tài)原子(zǐ)能在玻(bō)璃(lí)容器內以200米/秒的速度移動,導致它們會不(bú)斷撞上玻璃壁,從而失去其攜帶的量子信息。但研究人員在玻璃容器內部塗上了一層石蠟(là)避免了這(zhè)一(yī)點。此外,一種非常靈(líng)敏、可以有效地探測到光量子並(bìng)進行登記(jì)的探(tàn)測器也促進了結果的穩定性。

      不過,最新實驗中信息隱(yǐn)形傳輸的距離僅為0.5米,與現實中動(dòng)輒幾千公裏的傳輸距離有雲泥之別。對此,研究人員表示:“0.5米這一距離完全囿於實驗室大小所(suǒ)致。從理論上來講,我們可(kě)以增加距離,甚至可(kě)以將信息遠(yuǎn)距離傳輸(shū)到衛星上。穩(wěn)定的實驗結果讓我們朝著(zhe)構建出未來的量子信息網絡前進了一大步。”

    總(zǒng)編輯圈點

      我差不多(duō)在讀到(dào)一半的時候已忘了這是誰和(hé)誰之間在傳送誰。其實(shí)對於非專業人士(shì),我們明確(què)以下三點差(chà)不多就(jiù)夠了:一,本研究利用光(guāng)作為量子信息載體,傳送對象是室(shì)溫下的宏(hóng)觀原子(zǐ)係綜;二,實驗(yàn)中的一些新方法使它們之間量子傳輸的保真率遠高於之前任(rèn)何的傳(chuán)統方式;三,量子隱形傳輸不管發生在什麽係統之間,都沒傳送任何物質與能量(liàng),隻是它的每一步探索,都是科學家在向構建一個量子網絡發起的偉大挑戰。

 

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