據(jù)段路明教授介紹,量子接口是一個構件,是量子信息領域的一個基本元器件,量子接口要把存儲信息的粒子(原子)跟通信的粒子(光子)做有效的量子連接,即產生糾纏。要保證量子接口有效,首先要保證不同類型粒子可以互相糾纏在一起。有糾纏就可以做到量子信息的傳播,增加接口就會擴大量子網絡的規(guī)模。實現(xiàn)量子接口之間的糾纏是構建量子網絡和未來量子互聯(lián)網的一個基本要求。
量子糾纏須純凈可控如“心心相印”
增加量子接口說到底還是要實現(xiàn)量子糾纏,為量子信息發(fā)展再推動一步。
那科學家想要實現(xiàn)的量子糾纏是什么呢?量子世界有兩個重要特性:量子疊加和量子糾纏。
量子糾纏通俗理解常常被比喻為“遠程心靈感應”,愛因斯坦也稱其為“鬼魅般超距作用”。也就是說,兩個量子糾纏,量子A狀態(tài)改變可以對量子B產生影響,就像有心靈感應一樣。
有這樣屬性的量子糾纏,是信息傳遞、信息保密的最重要的基本資源,是實現(xiàn)量子通信和量子計算機的基石。但有效的量子糾纏并不是那么容易做到的,有效的量子信息傳播需要高純度的糾纏狀態(tài)。“我們需要的糾纏是很純凈可控的糾纏,就像是兩個人之間心心相印。”段路明說。
看起來似乎“遙不可及”的量子互聯(lián)網、量子計算機為何吸引了諸多科學家的目光?
量子計算機將突破經典計算機的瓶頸。經典的計算機中,只有0和1,每個比特都是這兩種狀態(tài),但量子可以處在0和1的疊加狀態(tài),那么這樣操縱的量子比特數(shù)目增多,對于某些問題,它就可以通過量子并行計算,以指數(shù)增長的形式來提升它的運算速度。
■對話
清華大學教授段路明:最終目標是未來的量子互聯(lián)網技術
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