走向量子互聯(lián)網(wǎng)

朝著量子互聯(lián)網(wǎng)邁進

由澳大利亞新南威爾士大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的研究團隊取得了突破，將通過量子互聯(lián)網(wǎng)連接的強大量子計算機網(wǎng)絡(luò)的前景更加接近現(xiàn)實。

這個團隊是全球首個通過結(jié)合光學(xué)和電學(xué)方法檢測了單個原子的自旋或量子狀態(tài)的團隊。

這項研究由新南威爾士大學(xué)的量子計算和通信技術(shù)卓越中心、澳大利亞國立大學(xué)和墨爾本大學(xué)的研究人員合作完成，并發(fā)表在《自然》雜志上。

新南威爾士大學(xué)的Sven Rogge教授表示，他們利用硅中嵌入的鉺原子實現(xiàn)了這一技術(shù)突破。

“我們結(jié)合了電學(xué)和光學(xué)系統(tǒng)兩者的優(yōu)點。這是一種革命性的新技術(shù)，人們曾懷疑其是否可行。這是朝著全球量子互聯(lián)網(wǎng)邁進的第一步，”Rogge教授說。

量子計算機承諾通過使用一個電子或原子核作為基本處理單元的指數(shù)級增加的處理能力來超越傳統(tǒng)計算機，這個單元被稱為量子比特或qubit。

Rogge教授稱，研究人員之前使用過電學(xué)或光學(xué)方法讀取單個原子的自旋 - 存儲信息的地方 - 但不是同時使用這兩種方法。

研究的主要作者、新南威爾士大學(xué)的Chunming Yin博士表示，這種新方法打開了使用光將原子或qubit耦合在一起形成量子計算機的可能性。

Yin博士說，“使用光在量子狀態(tài)中傳輸信息比使用電學(xué)方法更容易。最終，這將導(dǎo)致長距離的量子通信?！?/p>

澳大利亞國立大學(xué)的Matthew Sellars副教授表示，這是連接固態(tài)量子計算機和未來量子互聯(lián)網(wǎng)的一步。

“量子互聯(lián)網(wǎng)將允許獨立的量子計算機集成，并實現(xiàn)加密通信?！?/p>

量子通信系統(tǒng)將對政府、軍事、國防、金融、商業(yè)和醫(yī)療等行業(yè)提供安全通信至關(guān)重要。

為了制造這種新型量子設(shè)備，墨爾本大學(xué)的Jeffrey McCallum副教授使用了離子注入器將鉺原子注入到標準的工業(yè)硅晶體管中。

當原子處于特定量子狀態(tài)且激光照射在其上時，一個電子將從原子上脫落。這是通過硅晶體管的開關(guān)開啟電學(xué)檢測的。

Rogge教授表示，這一突破可能是由三個團隊的專業(yè)知識結(jié)合而成的。下一步將是控制鉺原子的自旋，這應(yīng)該相對容易，并且復(fù)制他們在硅中嵌入磷原子的結(jié)果。

研究人員表示，在至少十年之后，量子計算的潛力才會得到充分實現(xiàn)。

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