超高速量子互联网将问世?英国研究人员称已取得重大突破

英国科学家认为,他们在追求超快、超安全的量子互联网方面取得了关键突破。他们声称已经“驯服”了困扰该领域发展的最大问题之一。

英国科学家认为,他们在追求超快、超安全的量子互联网方面取得了关键突破。他们声称已经“驯服”了困扰该领域发展的最大问题之一。

量子纠缠是新互联网背后的科学理论,对容易干扰信号的环境干扰高度敏感。

这阻碍了量子计算的发展,但萨塞克斯大学的研究人员相信,微波技术可以用来隔离这些设备,保护它们免受这个问题的影响。

量子计算机将能够进行许多艰巨的计算,而这些计算需要目前的超级计算机数十亿年才能完成。

它还将允许创建不可破解的数字连接,帮助找到治疗痴呆症的方法,开发新的药物和开发更高效的肥料。

量子纠缠允许两个粒子在任何一个粒子发生反应时立即作出反应。

这种被爱因斯坦称为“远距离幽灵行为”的联系,理论上可以存在于遥远的距离,并使量子连接超级安全。

任何使用该功能的互联网连接都会在黑客企图进行攻击时破坏数据,并留下明显的篡改证据。

纠缠意味着产生一对量子位元——一个可以同时占据二进制1或0的组合的粒子。

传统的计算机位必须是1或0,数据存储在这个二进制代码的特定排列中。

当观察到量子位元坍缩到一个或另一个时,它们会立即向不同的方向发送。

萨塞克斯大学的研究小组希望量子计算机能够帮助解决一些人类最大的问题。

温弗里德·亨辛格(Winfried Hensinger)教授解释说,到目前为止,量子计算机仅限于实验室使用,因为它们对环境“噪音”非常敏感。

萨塞克斯大学的一位女发言人说:“目前存在的小规模量子计算机只包含少量的量子比特——这是量子计算机的组成部分,可以存储信息,并且可以以多种状态存在,也被称为量子位。”

“因此,目前的量子计算机足够小,可以在专业实验室的高度受控环境中操作。”

然而,由于量子位的数量有限,这些机器不具备解决复杂问题所需的处理能力。

为了解决“环境噪音”的问题,研究小组与伦敦帝国理工学院的理论科学家弗洛里安·明特特(Florian Mintert)博士及其同事合作。

这种合作利用量子物理和微波技术——类似于移动电话——帮助新电脑绝缘。

亨辛格教授是萨塞克斯大学离子量子技术小组的负责人,他说:“有了这项进展,我们在建造能够容纳数百万量子位元的量子计算机方面又迈出了切实可行的一步。”

“这种机器能够解决某些问题,即使是最快的超级计算机也可能需要数十亿年才能计算出来,并对人类大有裨益。”

在量子物理学中,量子纠缠的粒子保持联系,因此一个粒子的行为会影响另一个粒子的行为,即使它们之间相隔很远。

这意味着,如果你测量一个纠缠对的光子的自旋“向上”,那么另一个光子的自旋(在片刻之后测量)将“向下”——即使这两个光子在世界的两端。

纠缠发生时,部分粒子物理上相互作用。

例如,通过某种晶体发射的激光束可以使单个光粒子分裂成一对纠缠光子。

这个让爱因斯坦抓狂的理论也被称为“远距离幽灵行为”。爱因斯坦对理论并不满意,因为它表明信息的传播速度比光速快。

“它们也许能帮助我们创造新的药物,找到治疗痴呆症等疾病的新方法,为金融部门创造强有力的工具,通过更高效的化肥生产以及其他许多应用,对农业有益。”

“我们才刚刚开始了解这些机器的巨大潜力。”

亨辛格教授的团队正在使用这项新技术,他们正在对目前在萨塞克斯大学实验室里的强大量子计算机原型进行最后的润色。

他补充说:“现在是时候将学术成就转化为实用机器的建造了。”

“在萨塞克斯大学,我们处在一个非常有利的位置,我们的团队正夜以继日地工作,让大规模量子计算成为未来的现实。”