量子点与经典数据流可在光纤内同行

2011-7-21 10:04 来源: 中国科学院
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  据美国《大众科学》网站7月20日(北京时间)报道,英国科学家通过最新研究证明,量子点和经典数据流能在传统的光纤网络内交织在一起,携手同行,这使科学家能利用现有光纤网络将量子信息分布到千家万户。这意味着量子密钥分配(QKD)能与传统的数据通道一起工作,为量子互联网的建成铺平了道路。

  以前曾有科学家从理论上证明,量子位(量子计算器的最小信息单位)可通过光纤网络传输,但没有在现实世界里演示过。爱尔兰考克大学庭德尔国立研究所的科研团队在一篇新论文中称,他们成功演示了量子位如何越过标准的光纤网络,尤其是与传统数据流携手同行。

  量子位由单个光子所携带,而传统的数据包则由强烈的激光脉冲所携带,这些穿越网络的激光脉冲在光纤内会致使光子自发性地产生拉曼散射,这种拉曼散射反过来会干扰量子通道,导致出错率非常高而失去控制,阻碍量子位和传统数据相伴而行。

  当激光脉冲通过光纤时,干扰脉冲也与之同行,这样在网络上引发干涉或串扰的拉曼散射爆发之间就存在着安静的时刻。通过小心翼翼地控制嵌入时机和量子数据的波长,考克大学的科学家在实验中将量子位挤压在了拉曼散射之间,并证明了量子密钥分配系统产生的量子数据可以在有“噪音”的区域之间滑行。在这些地方,这些量子数据能毫无干扰地通过网络。

  专家称,这是一个巨大的进步。如果我们打算让量子计算广泛普及,上述研究至关重要。为了让量子计算“飞入寻常百姓家”,我们需要一个量子传输网络,然而在我们现有的经典数据网络旁再建立一个量子网络,真的非常昂贵。而借用英国科学家的最新成果,科学家可以让经典的数据流和量子数据流并排奔跑,使量子信息系统在商业上更加可行。