一种实施超导量子互联网的新技术的方法

发布时间：2023-11-23 09:56:52 所属栏目：动态来源：

导读：慕尼黑工业大学的研究人员正在研究一种网络，可以将量子计算机长距离连接起来。量子互联网需要克服损耗问题，使用量子中继器解决。目前，研究人员正在研究在硅晶体中捕获原子的方法，使用原子产生适合传输量子信息的

慕尼黑工业大学的研究人员正在研究一种网络，可以将量子计算机长距离连接起来。量子互联网需要克服损耗问题，使用量子中继器解决。目前，研究人员正在研究在硅晶体中捕获原子的方法，使用原子产生适合传输量子信息的光子。这种方法需要的技术简单得多，可以在单个硅芯片上构建大量的结构。尽管量子互联网仍处于早期阶段，但研究人员相信它将有许多应用，今天甚至没有人想到。

世界各地的研究人员正在研究一种网络，可以将量子计算机长距离连接起来。慕尼黑工业大学（TUM）量子网络教授Andreas Reiserer解释了必须克服的挑战以及晶体中捕获的原子如何提供帮助。

Reiserer教授，什么是量子互联网，它与我们所知的经典互联网有何不同？
这个想法是一样的：我们使用今天的互联网将计算机相互连接，而量子互联网则让量子计算机相互通信。但从技术上讲，量子互联网要复杂得多。这就是为什么到目前为止只有更小的网络被实现的原因。

量子计算机如何交换信息？
在大多数情况下，与经典互联网完全相同的方式：使用光子。这些光子通过光缆传输。在经典的互联网中，使用了非常强的信号，即由数十亿个光子组成的光脉冲。在这里，信息使用二进制代码传输：亮灯或灯灭，类似于摩尔斯代码。

为什么构建量子互联网要困难得多？
光子在通过光缆的途中丢失。在正常的网络中，可以使用中继器轻松放大信号，中继器会向光脉冲添加更多光子。但是在量子互联网中，如果一个光子丢失，所有传输的信息都会被无可挽回地破坏。这种损失是构建功能网络时最大的问题。它也可以使用量子中继器来实现，我的组织目前正在调查。

这些小型量子计算机长什么样子？
迄今为止研究的最好的系统使用单个原子，这些原子在真空中被激光捕获并冷却到非常低的温度。然而，这种光学成像方法可能需要整个实验室内部充满光学元件，这通常使得这种方法难以在相对较小波长的范围内实施。

为什么这很重要？
中继器中需要缓冲意味着将信息从一个地方传输到另一个地方需要很长时间。为了实现更快的速度，我们使用所谓的多路复用。这意味着该集成过程将尽可能多地允许并行执行。我们的技术部门使这一点成为不可逆转的可能，我们已经在不遗余力地努力实现。

我们目前的研究仍然是关于基本面的，着眼于以下问题：我们能连接这些系统吗？我们能否成功地将量子态传播到全世界？我们今天所知道的这种电信系统的潜力对于某些领域来说已经明显是革命性的，我个人相信会有很多应用，我们今天甚至仍然没有任何一个人想到。

（编辑：汽车网）

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