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我国在世界首次实现千公里级18位量子纠缠,世界瞩目

时间:2019-07-10 16:00:04 浏览量:
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我国物理学家刚刚打破新纪录,实现了18量子位的量子纠缠。这一重大突破使我们在实现大规模量子计算方面迈出了一大步。

量子纠缠是非常奇特的现象:即两个纠缠粒子,或者称量子位元,即使它们相隔光年,也能立即影响彼此的状态。即使你把纠缠粒子分开数十亿英里,改变一个粒子也会引起另一个粒子的变化。这一信息似乎是即时传输的,没有违反经典光速。

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1935年,爱因斯坦第一次谈到量子纠缠时,他以“远距离的诡异行为”而说名。尽管量子纠缠仍然非常奇怪,但是现在科学家们对它也有了一些了解。到目前为止,物理学家已经展示了量子纠缠是如何在不同距离工作的。

好消息!

中国科技大学的潘建伟和他的团队表现出了一个稳定的18量子位状态。先前10位的记录也是由潘建伟的团队创造的。其实这一突破是通过同时操纵6个光子的自由路径、极化和轨道角动量而实现的。

卫星系统总指挥王建宇向记者介绍:当时墨子号卫星过境的时候,墨子号同时与丽江高美古站和德令哈站建立了光链路,卫星上纠缠载荷每秒产生近1000万纠缠对,而光链路以每秒1对的速度在地面超过1200公里的两个地面站中建立量子纠缠,这一成就将使得未来量子通信在未来更加实用和可靠。

之后王建宇还给记者朋友举了一个例子:假设把光量子看成一个个1元硬币,而量子分发就相当于从万米高空飞行的飞机上,不断把上亿个硬币准确投入持续旋转的储蓄罐狭小的投币口中。

阿尔伯特·爱因斯坦所称的“远距离的诡异行为”的成功,不仅是一项世界纪录,是全球量子研究的里程碑式成就,也是我国量子计算的巨大进步。在实验中,一直保持量子纠缠也是一个极其微妙的问题,因为即使是最轻微的扰动也会导致量子态的破坏。

“随着纠缠态中量子比特数的增加,量子计算的速度呈指数增长。这一次实现了18比特的纠缠,创下了所有国家量子纠缠态中最大纠缠态的世界纪录。”潘的团队成员王喜临接受《环球时报》采访时说:“有了这个目标,团队的下一步将是实现50量子位的纠缠和操纵。”

完全控制纠缠粒子的数量是量子信息处理的基础,量子计算机可以更好的发挥它们的作用。

在笔记本电脑或智能手机中的普通硅计算机芯片中,信息呈现在两种状态之一:0或1。在量子计算机中,信息也可以同时在两种状态下被存储和中继,从而以指数级的方式保存更多的信息。量子传输将会更快,想象一下一次能读到整个图书馆而不是一本书。

据估计,一台拥有50位量子位的量子计算机在解决量子采样问题方面将比当今最快的超级计算机更强大。量子计算机能够处理大数据,天文,许多医学领域(如蛋白质折叠、基因测序)和气候研究等。然而,量子计算机最大的特点之一是它的安全性。黑客现在可以在你不知情的情况下复制你的电子邮件。但是,当一个黑客在量子系统中做任何更改会因为受到物理定律的制约而留下痕迹。

那么,量子计算机要多久才能成为现实呢?潘建伟和团队的努力表明,我们正朝着改变计算范式的方向迈进。而且他们并不是唯一的。麦肯锡公司(McKinsey&Company)的数据显示,2015年,全球约有7000名研究人员在该领域工作,每年大约花费15亿美元。如今,随着政府和企业追求量子技术的优势,量子计算研究投入了更多的资源。

相信这一天会很快到来。

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编辑:夜樱
关键词: 量子纠缠
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