把量子网络比喻成骑自行车和魔法传送门的区别,帅俊全记者说,这个转变真的让人目瞪口呆。量子网络可以测量传统仪器都探测不到的细微变化,信息传输过程中自带防偷窥功能,还有超强的处理能力,百亿年才能完成的计算任务可能几小时就能搞定。而这一切的基础就是神奇的量子纠缠。一对纠缠的量子就像是拥有心灵感应的双胞胎,无论距离多远都能同步信息。为了建立大范围的量子网络,需要把这对双胞胎分别送到相隔千里的地方。 但是,把量子纠缠通过光纤传输时会遇到极大的损耗。每秒发射100亿对纠缠态的量子,穿越1000公里的光纤,平均要等上300年才能成功收到一对。这直接限制了量子纠缠的传输距离。为了解决这个问题,科学家们研发出了一种全新的接力技术——量子中继。这个过程就像是谍战剧里的场景:两地特工无法直接碰头,他们可以派出各自的“量子线人”,在中间的中继地点秘密接头。接头成功后,两个从未谋面的特工就建立了纠缠关系,再通过进一步的中继传输,就能实现跨区域的信息互通。 通过这种方式,在长度为1000公里的光纤两端每秒可以接收到100亿对纠缠态的量子,传输效率提升了100亿亿倍!中国科学技术大学的研究团队成功研发出了长寿命的“量子线人”,让两个“线人”存活时间延长到了550毫秒,超过了派出“线人”所需的450毫秒。这次突破不仅满足了国际上首次让两个“线人”可以成功接头的基本条件,还利用这项技术建立了远距离节点间高保真纠缠关系,实现了设备无关量子密钥分发的远距离传输。 这意味着即使敌人动过手脚,只要通过严格检验确认彼此之间存在纠缠关系,传递的信息依然无法被破解。中国科学家取得的这两项突破标志着基于量子纠缠的光纤量子网络正在从理论走向现实可能,进一步巩固了我国在该领域的领先地位。 近日,中国科学家在光纤量子通信领域取得关键突破,构建出首个真正可扩展的量子网络中继单元。这一成果与新型加密技术相结合,在11公里光纤中完成了最高安全等级通信验证,并将安全成码距离推进至100公里。 虽然“羲和二号”即将开启太阳立体探测时代,但这项研究成果让理论走向现实成为可能。总台央视记者帅俊全用自行车和魔法传送门作比喻来解释量子网络与传统网络的区别。 量子网络与传统网络相比就像从骑自行车升级到坐魔法传送门一样夸张:感知信息时它能测量到传统仪器完全摸不到的极微小变化;传输信息时它自带“防偷窥外挂”,窃听者将无能为力;处理信息时过去要等上百亿年才能计算完的任务将来可能几小时就搞定。 撑起所有这些超能力的核心就是神奇的量子纠缠。相互纠缠的量子就像拥有心灵感应的双胞胎能无视空间距离同步信息但要搭起大范围的量子网络实现跨区域信息互通核心前提是要把这对双胞胎分别送到相隔千里两个地方实现这一点就必须攻克在光纤中传输带来的巨大损耗难题。 这个损耗极为惊人:即便每秒向光纤中发射100亿对处于纠缠态的量子让它们穿越1000公里光纤平均也要等上300年才能成功收到一对这也直接把传输距离死死限制住了要跨越更远距离就必须依赖一种全新接力技术——量子中继过程就像一部谍战剧:身处两地特工无法直接碰头但他们可以派出各自“量子线人”在中间地点秘密接头。 接头成功后两位从未谋面特工建立纠缠再进一步与更远特工“接头”就可以越传越远通过这种方式在长度为1000公里光纤两端每秒可以接收到100亿对纠缠传输效率提升100亿亿倍! 中国科学技术大学团队成功研发长寿命“量子线人”让存活时间延长550毫秒超过450毫秒满足两个线人可以成功接头基本条件让远距离网络成为可能不仅如此团队还利用这项技术建立高保真纠缠实现设备无关密钥分发传输意味着即使设备被动过手脚只要通过检验确认纠缠存在所传递信息依然无法破解。 这次突破标志着我国基于纠缠光纤网络正从构想走向现实进一步巩固国际领先优势。