利用城市现有光纤实现远距离激光光子传输?

作者: 产品中心  发布:2020-01-27

这项研究的相应成果发表在最新一期的《自然光子学》(Nature Photonics)杂志上,是美国国家航空航天局喷气推进实验室、加拿大卡尔加里大学以及美国科罗拉多州博尔德国家标准与技术研究所的合作项目。研究人员采用未经使用过的暗光缆进行量子传输,同时通过特别设计的光子传感器对传输光子进行检测。据悉,这是首次在现有的城市光缆中实验量子传输,也是首次在实际基础设施中实现长达3.7公里的光子传送。此前研究人员仅仅能够在实验室环境下实现这一距离的量子传送。

科学家们说,这是向创建黑客无法入侵的量子互联网迈出的重要一步。

据悉,这次实验使用的传输媒介是研究人员称之为暗光缆光纤。这是研究人员脱离实验室环境在真实环境中进行的量子传输实验,其超过3.7英里的传输距离是新的实验记录。其标志着人类向建成量子互联网迈出了重要一步。通过量子传送的方式可以实现加密信息的绝对安全传输,其允许信息发送者将无形信息发送给接受者,而在量子网络上无法实现信息拦截。

文章称,这创造了量子隐形传态的新纪录。量子隐形传态是一种神秘的现象。处于纠缠态的两个量子,其中一个量子状态发生改变,另一个的状态也会瞬时发生相应改变,即实现远距离隐形传态。

研究人员表示,量子通信实现了量子力学的一些独特性质,譬如应用量子计算机实现信息的安全传输。

上个月,中国的科学家团队证明,他们可以把纠缠的光子从太空发射到地面。而此次实验与之相反:他们把光子从地面发射到恰好从上方经过的卫星上。

据国外媒体报道,美国国家航空航天局相关研究人员日前使用城市光缆实现了远距离量子传输,其通过暗光缆在加拿大卡尔加里市将激光光子传送了3.7英里。

文章称,就像科幻小说里描述的那样,中国科学家们把一个物质从地球传送到300英里以外的卫星上。

研究人员Francesco Marsili指出,在实验室外进行量子传输,涉及到一系列问题,是一个全新的挑战。该实验克服了这些问题,是未来量子互联网发展的一个重要里程碑。

科学家们在发表于阿奇夫论文预印本网站的文章中说,他们在32天的时间里,向这颗卫星发射了数以百万计的光子,其中911次实现了隐形传态。

研究人员解释称,量子通信通过量子纠缠实现,后者是不同空间的两个或两个以上粒子组成系统并相互影响的现象。其中影响一个粒子状态的事物也会影响到另一个粒子。假设称之为光子1和光子2的两个粒子发生纠缠,那么即便后者被发送到远距离位置,也能够依旧保持连接状态。此时,如果光子2在光子3的影响下发生状态改变,那么同样的影响也将会发生在光子1上。虽然光子1和光子3并未直接作用,但这是一种无形的转移。通过这种影响,可以实现信息的安全传递。

文章称,包括欧洲航天局和加拿大科学家在内的多个团队都在进行类似的量子卫星研究,但最新的研究成果表明,中国在该领域领先。

在这次实验中,科学家从位于西藏阿里的地面站,向距离地球300英里的中国“墨子号”卫星发射光子。

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