量子互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵階段，首次實(shí)現(xiàn)量子信息制作、存儲(chǔ)與檢索

據(jù)PHYS.ORG報(bào)道，英國(guó)、德國(guó)科學(xué)家近期完成了量子信息的首次制作、儲(chǔ)存及檢索，此舉標(biāo)志著量子互聯(lián)網(wǎng)取得重大進(jìn)展。量子信息的分享對(duì)于建立具備分布式計(jì)算和安全通訊功能的量子網(wǎng)絡(luò)具有重要意義。

量子計(jì)算有望破解金融風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)化、數(shù)據(jù)解密、分子設(shè)計(jì)以及材料特性研究等難題。為了降低量子信息在長(zhǎng)距離傳輸過程中的損失風(fēng)險(xiǎn)，可以將網(wǎng)絡(luò)劃分為較小單元，并利用共享量子態(tài)將各單元連接。

實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵在于量子存儲(chǔ)設(shè)備能夠與生成量子信息的設(shè)備進(jìn)行有效溝通。兩國(guó)科學(xué)家成功構(gòu)建了首個(gè)實(shí)現(xiàn)這一功能的系統(tǒng)，該系統(tǒng)還能借助常規(guī)光纖進(jìn)行量子數(shù)據(jù)傳輸。

倫敦帝國(guó)理工學(xué)院物理系的薩拉·托馬斯博士表示，“成功將兩個(gè)關(guān)鍵設(shè)備連接是邁向量子網(wǎng)絡(luò)的重要一步，我們對(duì)此感到十分欣慰?！钡聡?guó)斯圖加特大學(xué)研究員盧卡斯·瓦格納也表示，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離甚至量子計(jì)算機(jī)之間的連接，將是未來量子網(wǎng)絡(luò)面臨的主要挑戰(zhàn)。

傳統(tǒng)電信系統(tǒng)（如網(wǎng)線或電話線）在遠(yuǎn)距離傳輸過程中容易出現(xiàn)信息丟失現(xiàn)象。為此，這些系統(tǒng)通常在固定點(diǎn)設(shè)置“中繼器”，用以讀取并重放信號(hào)，保證信號(hào)完整無誤地抵達(dá)目的地。但經(jīng)典中繼器并不適用于量子信息，因?yàn)槿魏螌?duì)信息的讀取和復(fù)制行為都可能導(dǎo)致信息受損。

這種特性在一定程度上保護(hù)了量子連接免受未經(jīng)授權(quán)的竊聽，但同時(shí)也給遠(yuǎn)距離量子網(wǎng)絡(luò)帶來了新的挑戰(zhàn)。

解決這一問題的途徑之一就是采用糾纏光子進(jìn)行量子信息分享。在通過量子網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)距離糾纏信息分享時(shí)，需要兩個(gè)設(shè)備：一個(gè)負(fù)責(zé)生成糾纏光子，另一個(gè)則用于存儲(chǔ)糾纏光子以便后續(xù)檢索。研究團(tuán)隊(duì)成功構(gòu)建了一套系統(tǒng)，使得兩個(gè)設(shè)備能夠使用相同的波長(zhǎng)。

量子點(diǎn)產(chǎn)生非糾纏光子，隨后將其傳送到量子存儲(chǔ)系統(tǒng)，并將光子儲(chǔ)存在銣原子云中。激光可用于控制存儲(chǔ)器，實(shí)現(xiàn)光子的存儲(chǔ)和按需釋放。這兩個(gè)設(shè)備的波長(zhǎng)不僅相互匹配，且與現(xiàn)今電信網(wǎng)絡(luò)所使用的波長(zhǎng)相吻合，因此可通過日?；ヂ?lián)網(wǎng)中常見的常規(guī)光纖電纜進(jìn)行傳輸。