在網絡設計中，轉向三節(jié)點系統(tǒng)是一個量子躍遷。

研究建立的網絡，使用一個復雜激光系統(tǒng)。

通過創(chuàng)造世界第一的多節(jié)點量子網絡，科學家們向量子互聯網邁出了一步。

昆士蘭科技研究中心的研究人員在系統(tǒng)中是由三個量子節(jié)點糾纏組成。通過量子力學的支配亞原子的幽靈定律，這是第一次超過兩個量子比特，而不是多個量子比特，在量子計算中這樣做計算，已作為“節(jié)點”連接在一起，或網絡端點。

研究人員預計，首批量子網絡將解鎖大量的無法執(zhí)行的計算應用程序。通過現有的經典設備，例如，更快的計算速度和改進的陰極射線照相術。

“它將允許我們連接量子計算機以進行更多計算，創(chuàng)造不可屏蔽的網絡，并連接原子鐘和望遠鏡和前所未有的協(xié)調水平”馬蒂奧·蓬皮利說。昆士蘭科技研究團隊成員在荷蘭代爾夫特理工大學創(chuàng)建了網絡，并告訴現場科學?！坝泻芏鄳贸绦蛭覀冋娴臒o法預見，例如可以根據算法去創(chuàng)建一個將以安全的方式進行選舉”。

傳統(tǒng)的計算機位在大致相同的方式上是數字信息的基本單位，量子比特是量子信息的基本單位，就像鉆頭一樣，量子比特可以是一個一也以是一個零，在兩個狀態(tài)中表示兩種可能。但這正是相似之處的終結，多虧了量子世界的奇異定律，量子比特可以存在于一和零態(tài)的超級位置，直到測量的那一刻，當他隨機塌陷為一或零時，這種奇怪的行為是量子計算機威力的關鍵，因為它允許一個量子位同時執(zhí)行多個計算。

將這些量子比特連接成量子網絡的最大挑戰(zhàn)是建立和維持一個稱為糾纏的過程，或者阿爾伯特愛因斯坦所說的鬼魅般的超距作用。這是兩個量子比特為遇合的時候，連其屬性，以便任何更改在一個粒子中會引其另一個粒子的變化，即使他們相隔很遠。

你可以用很多方式糾纏粒子節(jié)點。但有一種常見的方法直致通過首先糾纏靜止的量子比特（形成網絡節(jié)點）使用光子，或者輕粒子。在相互發(fā)散光子之前，當他們相遇時，這兩個光子也會糾纏在一起充了糾纏里子比特，這將綁定兩個固定的被一段距離隔開的節(jié)點。對其中一個的任何更改都會通過對另一個的及時更改來反應。

“鬼魅般的超巨作用”讓科學家們通過改變粒子遠處糾纏伙伴的狀態(tài)來改變粒子的狀態(tài)?？缭酱蟛罹嘤行鬟f信息，但要保持糾纏狀態(tài)是一個艱巨的任務，特別是當糾纏系統(tǒng)總是處于與外界相互作用的風險中時和被稱為退相干的過程破壞。

這意味著，首先，量子節(jié)點必須保持在極低的溫度內部稱為低溫恒溫器的設備，以最大限度的減少量子比特會干擾系統(tǒng)以外的東西的機會。第二，在他們被吸收或散射之前，糾纏中的光子不能傳播很長的距離——破壞兩個節(jié)點之前發(fā)送的信號。

蓬比利說 “ 這個問題與經典網絡不同，你不能放大量子的信號，如果你嘗試復制量子比特你就毀了原件”。提到物理學，“無克隆定理”聲明不可能創(chuàng)建未知量子態(tài)的相同副本?！斑@確實限制了我們可以將量子信息送到幾萬公里。”如果你想去建立量子通信和世界另一邊的人，你在中中間需要中季繼節(jié)點。

為了解決這個問題，該團隊創(chuàng)建了一個有三根桿子的網絡，其中光子基本“通過”量子比特的糾纏，從一個外部節(jié)點到一個中間節(jié)點，中間節(jié)點有兩個量子比特，另一個用來儲存就餐態(tài)。一旦存儲了一個外部節(jié)點和中間節(jié)點之間的糾纏，中間模式用它的備用量子比特糾纏另一個外部節(jié)點，所有這些就完成了。中間節(jié)點糾纏兩個量子比特，導致外部節(jié)點的量子比特變得糾纏。

但是，在經典的“渡河迷題”上設計這種奇怪的量子力學，是研究人員遇到的最小麻煩，是當然可以的，但在想法上不太棘手。制造糾纏的光子并以正確的方式將他們射向節(jié)點，研究人員必須使用一個由鏡子和激光組成的復雜系統(tǒng)。真正困難的部分是減少系統(tǒng)中令人討厭的噪音的技術挑戰(zhàn)，以及確保用于產生光子的所有激光器都完全同步。蓬利來說“我們正在討論每一個節(jié)點有三到四個激光器，所以你開始有十臺激光器和三臺低溫恒溫器都需要同步工作，以及所有的電子和同步?！?/p>

三節(jié)點系統(tǒng)特別有用，因為記憶量子位允許研究人員建立糾纏跨網絡逐節(jié)點，而不是做這一切更苛刻的要求，這些很快可以完成信息通過網絡傳播。

研究人員在他們的新網絡中的下一步就是嘗試這些信息隨著網絡計算能力的重要組成部分不斷提高，這樣他們就可以像普通計算機網絡一樣工作。所有這些都將決定新量子網絡的規(guī)模。

他們還想看看他們的系統(tǒng)是否允許他們建立糾纏在德爾夫和海牙之間，大約六英里到十公里的兩個荷蘭城市。蓬利萊說“目前，我們所有的節(jié)點都彼此之間的距離都在十的二十米范圍之內（三十二到六十六英尺）”。

如果你想要有用的東西，你需要走幾公里，這將是第一次，我們在遠距離之間建立聯系。

BY:Ben Turner

FY: 李旗欣

如有相關內容侵權，請在作品發(fā)布后聯系作者刪除

轉載還請取得授權，并注意保持完整性和注明出處