领先全球!我国科学家建起量子鹊桥 量子鹊桥有多厉害?如何应用?

2021年6月2日,我国科学家首次实现了两个吸收型量子,存在存储器之间可预报量子纠缠,该项技术在将会解决我国目前量子技术中的一大难点,让我国量子技术走向一个新的台阶。

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我国科学技术大学本次研究,在国际上属于首次实现多模式,克服因的量子中继基本链路,被我国科学家命名为“鹊桥”,该技术可以实现高速率、大尺度量子网络建设提供全新的实现方案。

这项技术对我国来说作用有多大?有什么意义?可以改变我们什么呢?今天我们就来简单聊聊“量子鹊桥”的应用。

量子鹊桥对我国作用有多大?

很多人可能对量子这个概念都还不太明白,只要听说原子、电子都认为是高科技,没错量子技术绝对是高科技中的高科技。该项技术在很多国家的研究,都属于停滞不前的状态,研发成本高,技术难度大,很多国家直接选择放弃。

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我国作为量子技术研究的后来者,在量子技术方面有着非常多重要成就,比如全球首颗量子卫星墨子号。量子通信成为现实,“墨子号”是最大功臣,首次实现千里级通信。

目前我国的城域量子通信技术已经走在了世界的前列,并且在合肥、济南已经建成规模化的量子通信域网,京沪干线大尺度光纤量子通信骨干网已建成。可以说我国在量子通信技术已经走在了世界前列。

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什么是量子通信呢?所谓的量子通信实际上并不是通信,而是属于通信加密的一种方式,这种加密方式,属于绝对安全,无法破译,并且状态不可克隆。可以通过管线实现城域量子通信网络通、过中继器连接实现城际量子网络、通过卫星中转实现远距离量子通信,最终构成广域量子通信网络。

但是在信号传递的过程中遇到最大的问题,那就是量子纠缠,这是困扰科学家最大的问题,我国科学家成功研制 “量子鹊桥”,为量子通信制定更加高效的方案。那么什么是量子纠缠呢?

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什么是量子纠缠?

在我们宇宙中,万物之间都相互之间相互吸引,相互有一定的作用力。而在量子的世界里,当几个粒子彼此发生相左作用后,各个粒子最终会形成一个整体,无法单独描述各个粒子的性质,只能描述整个系统的性质,这就是量子纠缠。

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在这里我们可以理解为量子与量子之间的相互作用是一直存在的,比如我们将两个量子相聚到银河系之外,其相互作用依旧存在,这是一种突破时间和空间的一种现象,其速度远远超过光速。

比如我们地球的粒子出现向上旋转,另一个量子则是向下下转,这只是两个粒子之间的纠缠,然而在我们生活中的量子无处不在的,当一大堆粒子聚集在一起的时候,相互纠缠,我们对其的描述又将是如何呢?

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因此在我国研究量子通信的时候,最大的问题就是量子纠缠。我国在2021年1月13日,我国科学家通过纠缠蒸馏,实现了量子纯化效率直接提升了6000倍,解决量子纠缠问题。本次量子鹊桥技术,将会成为世界上最先进的量子通信技术。

为什么命名为鹊桥量子?如何应用?

科学家们对该技术的速率给予了高度肯定,并且,用牛郎和织女举例,可以将两者天各一方的通信速率提升4倍。因此取名为“量子鹊桥”。

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量子鹊桥科技应用,建立起全国乃至全球的量子网络,需要采用量子中继方案。把长程纠缠传输的任务分解为多段短距离的基本链路,在基本链路上建立量子存储器之间的可预报纠缠(这个时候实现介入),然后利用纠缠交换技术把量子纠缠扩展至目标距离。

我国在量子科技领域的发展,已有诸多进展和相关报道。经典算法解题速度比超算“富岳”快百万亿倍;比谷歌量子比特计算机快百亿倍的“九章”量子计算机;建成全球首个跨域4600公里的量子通信网络-京沪干线。

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量子通信作为通信领域最强加密,其“鬼魅”般的传导效率,远不止于此,中国科学家还将继续前行,寻找其中的奥秘。

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页面更新:2024-05-31

标签:量子   长程   鹊桥   墨子   科学家   我国   高科技   相互作用   存储器   粒子   速率   厉害   作用   两个   通信

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