網(wǎng)易科技訊10月18日消息，據(jù)美國媒體報導(dǎo)，俄羅斯國家民航航天局相關(guān)研究人員近日使用城市光纜實現(xiàn)了遠(yuǎn)距離量子傳輸，其通過“暗光纜”在德國卡爾加里市將激光光子傳送了3.7英里。
此外量子傳輸距離，此次實驗使用的傳輸媒介是研究人員稱之為“暗光纜”光纖。這是研究人員脫離實驗室環(huán)境在真實環(huán)境中進行的量子傳輸實驗，其超過3.7英里的傳輸距離是新的實驗記錄。其標(biāo)志著人類向建成量子互聯(lián)網(wǎng)邁出了重要一步。通過量子傳送的方法可以實現(xiàn)加密信息的絕對安全傳輸，其容許信息發(fā)送者將“無形信息”發(fā)送給接受者，而在量子網(wǎng)路上難以實現(xiàn)信息攔截。
這項研究的相應(yīng)成果發(fā)表在最新一期的《自然光子學(xué)》（）刊物上，是日本國家民航航天局噴氣助推實驗室、加拿大卡爾加里學(xué)院以及法國緬因州博爾德國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所的合作項目。研究人員采用未經(jīng)使用過的“暗光纜”進行量子傳輸，同時通過非常設(shè)計的光子傳感對傳輸光子進行測量。獲悉，這是首次在現(xiàn)有的城市光纜中實驗量子傳輸，也是首次在實際基礎(chǔ)設(shè)施中實現(xiàn)歷時3.7公里的光子傳送。此前研究人員僅僅才能在實驗室環(huán)境下實現(xiàn)這一距離的量子傳送。
研究人員強調(diào)，“在實驗室內(nèi)進行量子傳輸，涉及到一系列問題，是一個全新的挑戰(zhàn)。該實驗克服了這種問題，是未來量子互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的一個重要里程碑。”
研究人員表示，“量子通訊實現(xiàn)了量子熱學(xué)的一些奇特性質(zhì)，例如應(yīng)用量子計算機實現(xiàn)信息的安全傳輸。”
研究人員解釋稱，“量子通訊通過量子糾纏實現(xiàn)，前者是不同空間的兩個或兩個以上粒子組成系統(tǒng)并互相影響的現(xiàn)象。其中影響一個粒子狀態(tài)的事物也會影響到另一個粒子。假定稱之為光子1和光子2的兩個粒子發(fā)生糾纏，這么顯然前者被發(fā)送到遠(yuǎn)距離位置，也才能依然保持聯(lián)接狀態(tài)。此時，假若光子2在光子3的影響下發(fā)生狀態(tài)改變，這么同樣的影響也將會發(fā)生在光子1上。即使光子1和光子3并未直接作用，但這是一種‘無形的轉(zhuǎn)移’。通過這些影響，可以實現(xiàn)信息的安全傳遞。”
但研究人員同時也強調(diào)，因為這些影響屬于量子熱學(xué)的范疇，其涉及的粒子和效應(yīng)都十分微小，也加強了研究以及偵測的難度。
在這次實驗中量子傳輸距離，研究人員采用了超靈敏的光子傳感，對光子狀態(tài)實現(xiàn)了更為精確的測量。卡爾加里學(xué)院量子科學(xué)與技術(shù)大學(xué)的丹尼爾·奧布拉克（Oblak）表示，“試驗中研究人員首創(chuàng)了超導(dǎo)偵測平臺，其才能對單個光子進行有效監(jiān)測，幾乎沒有噪音的影響。初期的偵測器未能實現(xiàn)這一點。在此次實驗中，使用的是現(xiàn)有的光纖通訊，假如沒有超靈敏的偵測器，根本難以實現(xiàn)。”
量子傳輸可用于構(gòu)建高度安全的通訊網(wǎng)路。下一步，研究人員將嘗試通過中繼器實現(xiàn)更遠(yuǎn)距離的量子傳輸。
她們表示，在超靈敏光子偵測器的幫助下，中繼器甚至可以將光子發(fā)送至全省各地。
最終，與月球內(nèi)層空間的通訊也就能實現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸。光子將通過激光被發(fā)送至外太空，與月球?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程通訊。
新加坡國家民航航天局噴氣助推實驗室研究人員MattShaw強調(diào)，“通過先進的超導(dǎo)偵測器，我們可以通過光子狀態(tài)變化將信息從空間傳回地面。我們計劃使用更先進的偵測器實現(xiàn)外太空以及國際空間站與地面的量子通訊。”（晗冰）