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UPV/EHU物理化学系首次在微波范围内实现绝对安全的量子通信

(2019-06-21 09:41:18)
标签:

量子通信

电子元器件采购网

量子领域

分类: 电子元器件

本文由电子元器件采购网分享,UPV/EHU物理化学系的Mikel Sanz领导了一个由着名期刊《自然通讯》发表的实验理论小组。

UPV/EHU物理化学系首次在微波范围内实现绝对安全的量子通信

实验成功地制备了一种遥远的量子态:即在微波领域,第一次与另一台物理隔离的量子计算机建立了绝对安全的通信,这项新技术可能在未来几年内带来一场新革命。

在量子领域的大欧洲项目中,由UPV/EHU物理化学系QUTIS小组的Mikel sanz研究员带头,与德国和日本的研究人员合作进行了一项实验。成功地开发了一种协议,在微波状态下进行通信时准备一个远程量子态,这是所有量子计算机运行的频率。

这是第一次在这个范围内进行这样做的可能性被检验,这可能会在未来几年带来安全量子通信和量子微波雷达领域的一场革命。远程量子态的制备(称为远程量子态制备)是基于量子纠缠现象,即纠缠粒子集失去了它们的个体性,表现为单个实体,即使在空间上分离,因此,如果两台计算机共享这种量子相关性。

只对其中一台计算机执行操作就可以影响另一台计算机,绝对安全的通信是可以实现的。对这种远程量子态制备协议的研究始于大约20年前,但迄今为止,通信一直是通过可见范围内的波进行。

研究人员解释:这是因为在这个范围内可以在室温下完成,因为来自物体的热辐射,仅仅是在室温下,在光学范围内是非常低的,所以在这样的通信中几乎不存在干扰。然而,在微波环境中,在室温下会产生数十亿、数万亿光子,这些光子破坏了量子特性。

UPV/EHU物理化学系首次在微波范围内实现绝对安全的量子通信

因此,为了避免所有这些干扰,这些实验必须在接近绝对零度(0.05开尔文)的条件下进行,以最大限度地限制来自物体的辐射,并使通信有效,安全。

为了进行实验,在开发这项技术上做了大量的研究之后,该团队成功地制备了一个35厘米外的远程量子态。这是一个概念测试,也被称为理论证明,是了解继续开发这项技术的可能性的第一步。然而,相信这是非常重要的第一步,可以在未来十年带来一场革命。研究人员指出,这场革命可能发生在两个领域:一方面,量子通信或密码学。

因为这将是绝对安全的,不需要改变频率到光学范围,将防止这种通信中的许多损失。另一方面,超精确量子计量和量子雷达。不同的雷达应用都是基于目标检测,而这种检测是在微波中进行;由于像无人机这样的设备越来越小,雷达需要越来越大的能力来探测,以便知道它们在哪里,研究人员正在开发的技术可以在这方面提供很大帮助。这项技术所能实现的这些以及其他许多应用,都无法在目前它所处的低温环境下进行设想,因此“项目目标之一是尝试让这项技术在室温下工作。

以上就是UPV/EHU物理化学系首次在微波范围内实现绝对安全的量子通信,希望对各位有帮助。

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