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量子通讯并且很难超出经典的极限

时间:2019-05-25来源:未知 作者:admin点击:
正在量子物理学中,查验某一类量子态的黄金圭表是贝尔不等式。从性子上讲,唯有正在量子态打算好、通讯好和丈量精度高的境况下,量子态特点的一组特定丈量值(一样写为S)才可以抢先经典的限定值2。正在打算、传输或丈量量子态时所犯的舛误,往往会使量子态变

  正在量子物理学中,查验某一类量子态的“黄金圭表”是贝尔不等式。从性子上讲,唯有正在量子态打算好、通讯好和丈量精度高的境况下,量子态特点的一组特定丈量值(一样写为“S”)才可以抢先经典的限定值2。正在打算、传输或丈量量子态时所犯的舛误,往往会使量子态变得更经典,况且很难抢先经典的极限。抢先这个极限被称为违反贝尔不等式,是量子性的说明。这即是咱们要竣工的丈量,通过绝顶无误地正在两个量子位元之间爆发、传输和捉拿量子音信来丈量量子态的S。

  克莱兰和同事实行的这项切磋先容了一种简陋而有用的措施,诈骗长途超导量子位元来竣工对贝尔不等式的违反。然而,因为他们尝试中应用的量子位元与微波通信,该措施只可正在绝顶低的温度下事务。为了通过氛围通报量子音信,切磋职员必要开拓新的身手,诈骗红外线或可睹光也能获取雷同的结果。切磋职员现正在正筹划做这个尝试的更庞杂版本,应用更众的量子位元和更众传输线,来测试更进步的量子通信和量子纠错外面。也正在开拓措施,试图用红外线做同样的工作,云云信号就能够通过光纤或太空发送。

  这些电控耦合器是切磋职员尝试的一个合头构成片面,由于它们使耦合器也许绝顶无误地实时“成形”耦合器。这些耦合器确保了率领量子音信的微波以无误的体例正在两个量子位元之间传输。这最终确保量子音信的发送和采纳偏差最小。尝试注脚,绝顶无误的量子音信能够沿着相当长的通讯旅途发送,正在尝试中,这条旅途的长度挨近一米。咱们应用的措施实用于任何长度的线。这说明了为这种险些没有舛误的传输所订定的外面措施是无误的,而且对另日的量子通讯体例有很大心愿。

  量子态,以及此中存储的音信,都诟谇常微妙,远比经典态和经典存储的音信要微妙得众。固然外面上有步骤校正量子态的偏差,但普通只可校正很小的偏差;于是,量子态通讯必要绝顶高的精度。迄今为止,量子态的高保真传输是通过有限的几种措施竣工。切磋职员念看看是否能诈骗现有少许最好的量子位元,超导量子位元,以及将超导量子位元与通信(传输)线途耦合的最好东西,来说明咱们能以绝顶高的精度(即保真度)传输量子态。

  其切磋效果颁发正在《自然物理》(Nature Physics)上,先容了一种正在超导体例中竣工这一基准测试结果的简陋而安闲的体例构造。展开这项切磋的切磋职员之一安德鲁·克莱兰(Andrew Cleland)说:正在开拓量子力学能够用于音信处分(如通讯、揣测等)和传感的尝试体例方面,有良众兴会和行动。量子音信体例的重心是量子位,它的特有点来自于能够存储正在此中的量子态,以及能够应用众个量子位存储的更庞杂的量子态。咱们感兴会的是研究量子音信和量子状况的传输——量子通讯的本原。

  有用地天生长途量子节点之间的缠绕是保障量子通讯安好的合头一步。正在过去的切磋中,缠绕每每应用很众分歧的概率计划来竣工。近来,少许切磋也诈骗基于超导量子位元的措施,供给了确定性远端缠绕的说明。纵然如斯,正在超导量子通讯体例构造中对贝尔不等式(一种强量子合连性怀抱)简直定性违反,迄今尚未取得外明。芝加哥大学一个切磋小组用长途相联的超导量子位说明了贝尔不等式的违反。

  庆幸的是,科学家们做到了!正在尝试中,克莱兰和同事应用了两个超导量子位元,它们通过一条大约1米长的传输线互相相联。量子音信是通过微波(雷同于无线电信号)沿着这条线传输,其频率与手机通信的频率好像。克莱兰说:绝顶紧急的是,咱们还正在每一个量子位元和线途之间装置了电控耦合器。这些耦合器绝顶紧急,由于它们应许咱们诈骗经典电信号,绝顶敏捷地掌管量子位元与线途的耦合。

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