科学家使用一种叫做三态粒子(qutrit)的量子信息单元,成功地以量子形式发送了破纪录的大量数据。
最新消息:量子技术有望让数据安全地远距离传输。科学家已经证明,利用量子比特在陆地和卫星上传输信息是可能的。现在,中国科学技术大学和奥地利维也纳大学的物理学家们已经找到了一种方法,可以用三态粒子(或称量子三进制数位)来传送更多的数据。
三态粒子是什么?从办公软件到抖音视频,传统的比特编码方式是电脉冲或光子脉冲流,既可以表示1,也可以表示。量子位元,通常是电子或光子,可以携带更多的信息,因为它们可以同时在两个方向极化,所以它们可以同时表示1和。而三态粒子可以同时在三个不同的维度上极化,从而携带更多的信息。理论上,它可以通过量子隐形传态传输。
量子隐形传态又是何方神圣?量子隐形传态是一种传送数据的方法,它依赖于一种近乎神秘的现象——纠缠。纠缠的量子粒子可以相互影响对方的状态,即使它们两岸分隔。在远距离传输技术中,发送方和接收方各接收一对纠缠的量子位元中的一个。发送方测量他们的量子位元与另一个持有他们要发送的数据的量子位元的交互情况。接收方通过将测量结果应用于另一个纠缠的量子比特,从而可以计算出传输了什么信息。
测量进展:用量子位元来处理这个问题并不容易,而利用三态粒子就更困难了,因为它还有额外的维度。但中国量子通信先驱潘建伟的团队最新研究表示,他们已经破解了这个问题,他们调整了隐形传态过程的第一部分,使发送者有更多的测量信息可以传递给接收者。这将使后者更容易计算出传输了哪些数据。这项研究发表在《物理评论快报》杂志上。美国物理学会的Physics杂志等国际权威学术和科普媒体对该工作进行了专题亮点报道。
威慑黑客:这可能看起来相当深奥,但它对网络安全有着巨大的影响。黑客可以在不留下任何痕迹的情况下窥探传统的互联网信息。但干扰量子信息单位会导致它们失去微妙的量子状态,留下黑客入侵的痕迹。如果三态粒子能够大规模应用,它们将成为超安全量子互联网的骨干,可以用来发送高度敏感的政府和商业数据。