量子隐形传态成功通过普通光缆传输，为其更先进安全应用打开大门

近日，美国西北大学发布了一则新闻稿，宣布其工程师成功实现了通过承载互联网流量的光纤电缆进行量子瞬间传输。这一突破意味着量子通信与现有互联网电缆的结合将为量子计算或先进传感技术的基础设施建设带来极大简化。

西北大学的普雷姆・库马尔教授表示：“我们的研究展示了量子和经典网络可以共享统一光纤基础设施的路径。这为量子通信未来发展铺平了道路。”

技术原理

量子瞬间传输受光速限制，是一种全新、超高速且安全的远程信息共享方式，它无需直接传输信息。其基础原理是量子纠缠，即两个粒子之间无论距离多远，它们始终保持一种关联状态。信息的传递不依赖于粒子本身的移动，而是通过量子纠缠粒子之间的信息交换来实现。

在光通信中，所有信号都以光的形式传输。传统的经典通信信号由大量光子组成，而量子通信则仅使用单个光子。

乔丹・托马斯博士候选人解释说：“通过对两个光子进行破坏性测量，一个携带量子态，另一个与之纠缠，量子态就会传输到远处的光子上。光子本身并不需要传输，但其状态会被传输到远处的光子上。量子瞬间传输使信息可以远距离传递，而无需实际传输信息本身。”

关键因素：避开干扰

此前，科学家们怀疑量子瞬间传输能否在承载经典通信的电缆中实现。因为纠缠光子可能会受到其他大量光子的干扰，导致信号混乱，就像自行车在充满卡车的隧道中穿行一样。

库马尔团队找到了一种方法，可以让微弱光子避开拥挤的信道。他们研究了光在光纤中的散射现象，最终确定了一个适当的波长传输光子，并加入了特殊的滤波器以减少互联网流量带来的噪音。

库马尔说：“我们详细研究了光的散射机制，并将光子放置在最小散射效应点上。我们发现，通过这种方法，可以在不受经典信道干扰的情况下进行量子通信。”

测试新方法

库马尔团队在一条长达 30 公里的光纤中放置了两个光子，并通过这条电缆同时传输了量子信息和高速互联网流量。最终，实验结果验证了接收端的量子信息质量，并执行了量子瞬间传输协议。研究显示，即使在互联网流量繁忙的情况下，量子信息仍然成功传输。

托马斯称：“虽然许多团队已研究量子和经典通信的共存问题，但这是首个在这种新场景下成功实现量子瞬间传输的研究。这种无需直接传输信息的方式为更先进的量子应用开辟了新途径，未来也无需专用的光纤。”

研究成果已发表在最新一期《光学》杂志上，详情请访问这里

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