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什么是量子隐形传态技术(什么是量子隐形传态)

2024-12-06 22:05:14科技帅气的蚂蚁
请和我们一起庆祝量子物理领域的新成就:科学家可以传输a qutrit,即同时具有三种状态的量子信息,为量子计算和通信开辟了一系列新的可能

什么是量子隐形传态技术(什么是量子隐形传态)

请和我们一起庆祝量子物理领域的新成就:科学家可以传输a qutrit,即同时具有三种状态的量子信息,为量子计算和通信开辟了一系列新的可能性。

在此之前,量子隐形传态只能通过量子比特来实现,尽管可以传输的距离令人印象深刻。这项概念验证研究表明,未来的量子网络可以承载比我们想象的更多的数据,干扰会更少。

如果你对qutrits知之甚少,让让我们先退后一步。简而言之,经典计算中我们称之为比特的小数据单元可能处于两种状态中的一种:0或1,但在量子计算中,我们有量子比特,它可以同时是0和1(即叠加态)。

目前qutrit和trit也存在同样的关系,叠加态可以加到0,1、2的经典态上。qutrit可以同时完成所有这些功能,因此它在计算机处理能力或可以同时发送的信息量方面又前进了一大步。

对于量子计算的研究人员来说,它的复杂性也增加了。

现在我们知道了qutrits,什么是量子隐形传态?

它通过一种叫做量子纠缠爱因斯坦称之为幽灵般的距离效应。

这就是两个量子粒子(或粒子群)相互连接的方式。因此,无论它们在物理上相距多远,一个粒子都可以反映另一个粒子的特征。

这不是科幻意义上的真正的隐形传态,而是从一个地方到另一个地方的实时数据的获取,可能跨越很远的距离。

这种量子信息可以通过光子传输,未来一个可能的用途是创建一个不会受到物理干扰的互联网网络(因为任何干扰都会破坏信息本身)。

通过仔细校准激光器、分束器和硼酸钡晶体,并将光子路径分成三个非常接近的部分,研究人员创建了量子三元并产生了纠缠态。

在对12个态或纠缠的测量中,系统产生的保真度为0.75——,即其中四分之三是精确结果。研究人员表示,尽管该设备仍然速度缓慢,效率低下,但这足以证明量子隐形传态是可能的。

许多科学家都致力于量子隐形传态的研究。无论哪一组科学家能够真正声称首先达到了隐形传态的这一新水平,这都是量子通信领域的重要时刻。尽管目前它的实际应用仍然有限。

该团队还表示,他们将在未来升级他们的系统,甚至可能达到令人眼花缭乱的四态粒子(ququarts,即在qutrits的基础上增加额外的比特)。

在论文中,研究人员写道:结合之前的双态粒子复合态和多自由度的传输方法,我们的工作为量子粒子的完全传输提供了一个完整的工具箱。"

"我们预计,我们的结果将为高维量子技术的应用铺平道路,因为传输在量子中继器和量子网络中起着核心作用。"