最新消息顯示，幾乎不可破解的量子互聯(lián)網(wǎng)服務正在接近現(xiàn)實，因為中國、美國和荷蘭的研究團隊幾乎同時獨立取得了突破。

同行評議雜志《自然》周三發(fā)表了其中兩項研究，稱在三個實際城市進行的實驗是迄今為止最先進的量子互聯(lián)網(wǎng)技術演示。每個團隊都使用數(shù)十公里長的光纖在城市環(huán)境中建立一個網(wǎng)絡，該網(wǎng)絡基于糾纏的量子現(xiàn)象，使一對分離的光子在時間和空間上能保持緊密的聯(lián)系。

利用糾纏的能力被視為邁向量子互聯(lián)網(wǎng)的重要一步，它可以使任何兩個用戶建立幾乎牢不可破的加密密鑰來保護敏感信息。

由中國“量子之父”潘建偉領導的中國研究人員將這一成就描述為向更大規(guī)模實驗過渡的“關鍵里程碑”。荷蘭代爾夫特理工大學的物理學家漢森是這篇論文的第一作者，他說:“這一步現(xiàn)在已經(jīng)真正走出了實驗室，進入了實際應用。”

由物理學家盧金領導的哈佛大學研究小組表示，實現(xiàn)實用的遠距離量子通信的“關鍵挑戰(zhàn)”是“涉及通過光纖基礎設施連接的量子存儲節(jié)點之間的強大糾纏”。

美國研究人員表示，每個節(jié)點都包含量子比特(計算機比特的量子版本)，由0或1表示的基本信息單位，也可以以第三種組合狀態(tài)存在——它們通過“光子通道”進行通信。

雖然每個團隊都通過使用光纖電纜在接收節(jié)點設備之間建立安全連接來展示量子糾纏，但方法卻不同。

美國研究人員利用35公里長的光纖環(huán)路連接了位于馬薩諸塞州劍橋市哈佛大學實驗室并排放置的兩個節(jié)點，該光纖環(huán)路延伸至波士頓。

中國團隊在合肥周圍的三角形網(wǎng)絡中設置了三個節(jié)點——Alice、Bob 和 Charlie，中間有一個中央服務器實驗室，它們之間的距離約為10公里。

在荷蘭，從代爾夫特到海牙共鋪設了25公里的光纖，用中間的服務器連接兩個節(jié)點。

根據(jù)論文，潘和他的研究人員實施了一個單光子方案，使用銣原子集合中編碼的量子比特，從每個節(jié)點發(fā)送一個光子到服務器進行糾纏。中國研究人員表示，如果兩個光子精確地同時到達服務器，就會達到糾纏態(tài)。

潘建偉表示，他的團隊希望在2020年之前，利用大約10個節(jié)點，在1000公里長的光纖上建立糾纏。

美國研究小組沒有依賴于原子集合，而是使用了金剛石裝置，用硅原子代替了碳原子。盧金說：“我們約等于把兩臺小型量子計算機糾纏在了一起?！?/p>

在美國的實驗中，單個光子被發(fā)送到第一個節(jié)點，在那里它與硅原子糾纏，由于光已經(jīng)與第一個節(jié)點糾纏在一起，它可將這種糾纏轉移到第二個節(jié)點。

荷蘭研究人員采用了與美國同行類似的方法，將氮原子嵌入鉆石晶體中。

《自然》雜志指出，中國和荷蘭的方法依賴于光子到達中央服務器的極其精確的時間，需要一定程度的微調，而美國研究人員的方法則不需要。

不過中國科技大學的一份報告稱，中國研究人員的方法比美國同行實現(xiàn)了“兩個數(shù)量級”的糾纏效率。

展示城市節(jié)點之間的糾纏是一項重大成就。奧地利因斯布魯克大學的物理學家諾瑟普表示：“這些實驗是迄今為止最先進的演示，證明了開發(fā)量子互聯(lián)網(wǎng)所需的技術?！?/p>