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微型光学芯片上首次实现量子隐形传态

发布时间:2015-05-15

  由英国和日本科学家组成的国际研究团队首次成功地将量子隐形传态的核心电路集成为一块微型光学芯片。这一新研究为科学家最终制造出超高速的量子计算机和超安全的量子通信铺平了道路。

  尽管目前的计算技术已经取得了重大进步,但其性能正在接近传统物理学的极限。另一方面,科学家们预测,量子力学原理将使得超安全的量子通信和超强大的量子计算机出现成为可能,从而突破目前技术的限制,但实现这一目标最重要的一步就是使用量子隐形传态技术。

  量子隐形传态,在概念上类似于科幻小说中的“星际旅行”,即可以利用量子纠缠把量子态传输到遥远的地方,而无需传输载体本身,这在量子通信和量子计算网络中发挥着至关重要的作用。

  然而,传统的量子隐形传态实验需要数百台光学设备一起工作,全套系统可能填满整个实验室。2013年,东京大学应用物理系的古泽彰教授和同事成功地实现了完美的量子隐形传态,但需要一套占地数平方米的设备,这一设备需要数月制造且无法升级。现在,由英国布里斯托大学量子光学中心的负责人杰里米·奥布赖恩领导的最新实验摒弃了这些光学电路,并使用先进的纳米构造技术,将其功能集成在一个占地仅0.0001平方米的微型硅芯片上,这是科学家们首次在一个硅芯片上展示量子隐形传态,而且研究表明,新的系统能够升级。研究人员表示,最新研究成果朝着最终将量子计算机集成为一块光学芯片目标,迈出了关键的一步。

  奥布赖恩表示:“能将一般需要占据整个房间的光学电路的功能复制在一块光学芯片上,是巨大的成就。实际上,我们将复杂的量子光学系统的大小整整减少了1万倍。”

  古泽彰则指出:“最新成就使我们能在光学芯片上实现完美的量子隐形传态,接下来是对整个量子隐形传态系统进行整合。”

关键词: 微型光学芯片上首次实现量子隐形传态

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