科學(xué)家通過(guò)兩個(gè)量子光源首次實(shí)現(xiàn)量子力學(xué)糾纏

丹麥和德國(guó)科學(xué)家在最新一期《科學(xué)》雜志上發(fā)表論文指出，他們攜手解決了一個(gè)困擾量子科學(xué)家多年的問(wèn)題——在兩塊納米芯片上，首次同時(shí)控制兩個(gè)量子光源，并讓其實(shí)現(xiàn)量子力學(xué)糾纏。最新進(jìn)展對(duì)量子硬件的突破性應(yīng)用至關(guān)重要，將促進(jìn)量子技術(shù)發(fā)展到更高水平，是計(jì)算機(jī)、加密和互聯(lián)網(wǎng)加速“量子化”的關(guān)鍵一步，將為量子技術(shù)的商業(yè)利用打開大門。

多年來(lái)，研究人員一直致力于開發(fā)穩(wěn)定的量子光源，并實(shí)現(xiàn)量子力學(xué)糾纏，也就是兩個(gè)量子光源可遠(yuǎn)距離地立刻相互影響。糾纏是量子網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，也是開發(fā)高效量子計(jì)算機(jī)的核心。

哥本哈根大學(xué)尼爾斯·玻爾研究所彼得·洛達(dá)爾教授表示，其團(tuán)隊(duì)一直在研究使用光子作為微傳送器傳輸量子信息。一個(gè)量子光源發(fā)射的100個(gè)光子所包含的信息將超過(guò)世界上最大的超級(jí)計(jì)算機(jī)所能處理的信息。使用20—30個(gè)糾纏的量子光源，科學(xué)家們就有可能構(gòu)建出一臺(tái)通用的糾錯(cuò)量子計(jì)算機(jī)。

但實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)面臨的最大挑戰(zhàn)是，從控制一個(gè)量子光源到控制兩個(gè)量子光源。因?yàn)楣庠磳?duì)外界的“噪音”非常敏感，因此很難復(fù)制。歷經(jīng)20年努力，在最新研究中，洛達(dá)爾團(tuán)隊(duì)成功創(chuàng)造出兩個(gè)相同的量子光源，并開發(fā)出先進(jìn)的納米芯片，對(duì)每個(gè)光源進(jìn)行精確控制，實(shí)現(xiàn)了量子力學(xué)糾纏。

最新研究主要作者、博士后阿列克謝·蒂拉諾夫解釋道：“糾纏意味著控制一個(gè)光源，就可立即影響另一個(gè)光源，使我們可創(chuàng)建出一個(gè)量子光源組成網(wǎng)絡(luò)，其中的所有光源相互作用，能以與普通計(jì)算機(jī)中的比特相同的方式來(lái)執(zhí)行量子運(yùn)算，從而獲得當(dāng)今計(jì)算機(jī)技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的處理能力。”