研究人員實現了持續的高保真量子隱形傳態

可行的量子互聯網(一種通過糾纏在遠距離共享量子位中存儲的信息的網絡)將改變數據存儲，精確感測和計算的領域，從而開創通信的新時代。

本月，費米國家加速器實驗室(一家隸屬于芝加哥大學的能源部國家實驗室)的科學家以及五個機構的合作伙伴朝著實現量子互聯網的方向邁出了重要一步。

在PRX Quantum上發表的一篇論文中，該團隊首次展示了由保真度大于90%的光子(光粒子)構成的量子比特的持續，遠距離傳送的演示。

使用最先進的單光子探測器和現成的設備，將這些量子比特通過27英里(44公里)長的光纖網絡傳送。

費米實驗室量子科學計劃負責人，論文的共同作者之一，費米實驗室的科學家帕納吉奧蒂斯·斯潘佐祖里斯說：“我們對這些結果感到很興奮。” “這是建立一種技術的關鍵成就，它將重新定義我們進行全球交流的方式。”

這項成就是在能源部在芝加哥大學的一次新聞發布會上公布了其國家量子互聯網的藍圖之后的僅僅幾個月。

鏈接粒子

量子隱形傳態是量子態從一個位置到另一位置的“無形”轉移。量子位的量子隱形傳態是使用量子糾纏實現的，其中兩個或更多個粒子彼此密不可分。如果兩個單獨的位置之間共享一個糾纏的粒子對，無論它們之間的距離如何，編碼信息都會被傳送。

聯合團隊-Fermilab，AT&T，加州理工學院，哈佛大學，NASA噴氣推進實驗室和卡爾加里大學的研究人員-成功地將量子比特傳送到兩個系統上：Caltech Quantum Network和Fermilab Quantum Network。這些系統是由Caltech在智能量子網絡和技術或IN-Q-NET上的公私合營研究計劃設計，建造，調試和部署的。

加州理工學院商學院物理系教授，IN-Q-NET研究計劃主任Maria Spiropulu說：“我們為在可持續，高性能和可擴展的量子隱形傳態系統方面實現這一里程碑感到非常自豪。” 。“隨著系統升級，我們預期將在2021年第二季度完成，結果將得到進一步改善。”

具有近乎自主的數據處理功能的Caltech和Fermilab網絡都與現有的電信基礎設施以及新興的量子處理和存儲設備兼容。研究人員正在使用它們來提高保真度和糾纏分布的速率，重點是復雜的量子通信協議和基礎科學。

斯彭佐里斯說：“通過這次演示，我們將開始為芝加哥地區的都市量子網絡的建設打下基礎。”

費城實驗室與阿貢國家實驗室，加州理工學院，西北大學以及行業合作伙伴合作設計了芝加哥網絡，稱為伊利諾伊州快速量子網絡。

Fermilab研究副總監Joe Lykken說：“這項壯舉證明了跨學科和機構合作的成功，這推動了我們在科學領域取得的成就。” “我贊揚IN-Q-NET團隊以及我們在學術界和工業界的合作伙伴在量子隱形傳態方面的首創成就。