美新型传送机可实现离子态远距离传输
时间:2017-12-08

   美国新型输送机可以实现远距离离子输送

  据北京时间2月6日消息,据英国“新科学家”杂志报道,美国一个研究小组制造的镱离子状态可以从实验室的一侧送到输送机的另一侧,之后科学家只有Photon才能上演这个无形的传输专长。

  该团队表示,该技术可以大大提高量子信息传输距离。以前,有两种传送方式,其中任何一种都有严重的局限性。物理学家可以在光子之间传递量子态,但是光子不能被保存,也不能形成任何需要记忆的量子信息装置的基础。在其他实验中,一个离子的状态在相同的捕获设备中以彼此相距几微米的距离被转移到另一个离子。

  目前,马里兰大学帕克分校的Steven Olmschenk和他的同事们设计了第三种方法,利用光子实现物质的更远距离传输。他们首先从两个镱离子开始,每个离子都在自己的磁瓶内,这个过程叫保罗捕获。每个离子混合两个状态,具有不同的能量水平。这种混合物构成一个量子位(存储信息的量子态)。在激光束的作用下,每个离子发射一个光子。每一对离子和光子在一个共同的量子状态下交织在一起,不管彼此之间有多远,其中一个粒子可以影响另一个粒子。之后,两个光子通过光学器件彼此形成缠绕状态,这个过程也将两个镱离子缠绕在一起。

  当研究人员正确测量第一个离子时,纠缠作为第一个离子或作为与其他离子的键。简而言之,第二个离子成为第一个离子的完全复制品。在实验中,两个离子之间的距离只有一米远,但增加传输距离并不是一件困难的事情。在没有量子态的情况下,光子不能沿着光纤在长途旅行中携带量子态。相比之下,这种新的方法可以成为量子中继器的基础,使量子通信在任何距离。具体方法是:将离子传输器沿光纤间隔放置,首先暂时存储量子态,然后传输。在这个过程中,没有光子需要走太久。

  伊利诺伊大学厄本那 - 香槟分校的量子物理学家保罗•卡维亚(Paul Kwiat)说:我认为这是一个重大的进步。但他也指出,这种数据传输速率的方法很低,平均每12分钟才能成功传输一次。 Olmschke认为,他可以将量子比特率提高到每秒一次,量子密码学可以成为受益者。

  英国“新科学家”杂志报道原创(英文)

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