據(jù)美國每日科學(xué)網站6月7日報道,幾年前,科學家(jiā)們就成功地實現了光與光係(xì)統間的量子信息隱形傳輸。2006年(nián),丹麥哥本哈根(gēn)大學尼爾(ěr)斯?玻爾研究所的研究人員成功地實現了光和氣態原(yuán)子間的量子信息隱形傳輸(shū)。現在,他們(men)又實現了量子信息在兩(liǎng)團氣態原子雲間的隱形傳輸,且已(yǐ)取得了穩定的結(jié)果,數次嚐試均告成功,這被研究人(rén)員視為非常重要的一步。論文發表(biǎo)在《自然(rán)?物(wù)理學(xué)》雜誌上(shàng)。
研究人員在實驗中用(yòng)到了兩個相互(hù)獨立的玻璃(lí)容器,每個(gè)容器內包含有由數十億個銫氣態(tài)原子組成的雲團。他們首(shǒu)先朝第一個玻璃容器內發送激光,接著,奇異的(de)量子現象發(fā)生(shēng)了:光和氣(qì)體相(xiàng)互糾纏在一起,這意(yì)味著它們已經(jīng)建立了某種量子連接。
這兩個(gè)玻璃容器(qì)都置於一個擁有磁場的房間內。當具有某一特定波(bō)長的激光照射在氣態原子上時,原子內部最外層的(de)電子會像磁針一樣(yàng)指向同一個方(fāng)向??朝上或朝下。科學家們解釋道,正是這一方向組(zǔ)成了量子信息,就像計(jì)算機的信息由0和1組成一樣。
這些氣體會發(fā)出包含有量子信息(xī)的光量子,這些光隨後被(bèi)發送到第二個氣體容器(qì)上,此時,研究人員也從光那兒讀取到了量子信息,並用探測器對光(guāng)量子(zǐ)進行了登記。然後,探測器發出的信號被傳回第(dì)一個容器,結果發(fā)現,該容器裏原子內的電子方向會根據信號進行調整。這樣,他們就實現了(le)量子信息從第二個容器到(dào)第一(yī)個容(róng)器(qì)的隱形傳輸。
研究人員表示,實驗在室溫下進行,這(zhè)使得氣態原子能在玻璃容器(qì)內以200米(mǐ)/秒的速度移動,導致它們會不斷撞上玻璃壁(bì),從而失去其(qí)攜帶的量(liàng)子信息。但研究人員在玻璃容器內部(bù)塗上了一層石蠟避免了這一點。此外,一種非常靈敏、可以有效地探測到光量(liàng)子並進行登記的探測器也(yě)促(cù)進了結果的穩定性。
不過,最新實(shí)驗中信息隱形傳輸的距(jù)離僅為0.5米,與現實中動輒幾千公裏的傳輸距離有雲泥之(zhī)別(bié)。對(duì)此,研究人員表(biǎo)示:“0.5米這(zhè)一距離完全囿於實驗室大小所致。從理論上(shàng)來(lái)講,我們可以增加距離,甚至(zhì)可以將信息遠距離傳(chuán)輸到衛星上。穩定的實(shí)驗結果讓我們朝著構建(jiàn)出未來(lái)的量子(zǐ)信息網絡前進了一大步。”
總編輯圈點
我(wǒ)差不多在讀到一半的時候已忘了(le)這是誰(shuí)和誰之間在傳送誰。其實對於非專業人士,我們明確以下三點差不多就夠了:一,本研究利用光作為量子信息載體,傳(chuán)送對象是室溫下的宏觀原子係綜;二,實(shí)驗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何的傳統方式;三(sān),量子隱形傳輸不管發生在什麽係統之間,都沒傳(chuán)送任何物(wù)質與(yǔ)能量,隻是它的(de)每一步探索,都是科學家在向構建一個量子網絡發起(qǐ)的偉大挑戰。
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