一个具有重大可能性的简单量子互联网

哈佛物理学家们展示了世界上迄今为止两个量子存储节点之间最长的光纤距离，在波士顿地区现有的通信光纤上进行了演示。他们在《自然》杂志上发表了这一开创性工作，此次合作成果由物理系乔舒亚和贝丝·弗里德曼大学教授米哈伊尔·卢金（Mikhail Lukin）领导，与哈佛教授马尔科·隆卡尔（Marko Lončar）、洪坤·帕克（Hongkun Park）以及亚马逊网络服务公司的研究人员合作完成。

这个团队在剑桥、萨默维尔、沃特敦和波士顿的大约22英里回路中部署了光纤链，建立了第一个量子互联网的实际构架。每个节点都是由一个具有缺陷的钻石薄片制成的非常小型量子计算机，内含有两个量子比特或量子信息位。这些钻石装置被放置在冷却到接近绝对零度的稀释冰箱中，能够捕捉、存储和纠正信号损失的量子信息位。当他们通过第一个节点冷却后的光，便可转移这种纠缠状态到第二个节点，这一过程被称为光子介导的纠缠。研究人员还租用了波士顿的一家光纤公司的光纤，来运行他们的实验，展示了在现有光纤基础上创建类似网络线路的量子互联网是可能的。

这项技术解决了量子互联网理论中的一个主要问题：无法通过传统方式增强信号损失。量子网络不能使用标准光纤信号中继器，因为不可能复制任意量子信息，使得信息安全，但也非常难以在长距离上传输。目前，研究人员正在努力通过添加节点并尝试更多的网络协议来扩展他们的网络性能，这表明量子互联网只是一个开始，研究人员已经着手将其推广。