准备好迎接量子互联网了吗？科学家们刚刚在量子计算机互联网络竞赛中达到了一个关键里程碑

一种在室温下运行的量子存储新技术可以为量子互联网铺平道路。

在科学家首次在室温下构建“量子存储器”网络之后，我们现在距离“量子互联网”（量子计算机互连的网络）又近了一步。

根据 1 月 15 日发表在《自然》杂志《量子信息》上的论文，科学家们在实验中存储和检索了两个光子量子位（由光子（或光粒子）构成的量子位）。 >。 

这一突破意义重大，因为量子存储器是一项基础技术，将成为量子互联网（下一代万维网）的先驱。 

量子存储器是二进制计算存储器的量子版本。经典计算中的数据以 1 或 0 的二进制状态编码，而量子存储器将数据存储为量子位或量子位，它也可以是 1 和 0 的叠加。如果观察到，叠加会崩溃，量子位也同样有用。作为常规钻头。 

拥有数百万个量子位的量子计算机预计将比当今最快的超级计算机强大得多，因为纠缠的量子位（在空间和时间上本质上联系在一起）可以同时进行更多的计算。 

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顾名思义，量子互联网是一种依靠量子力学定律在量子计算机之间传输数据的互联网基础设施。但我们需要量子存储器才能使量子网络发挥作用。由于量子位采用 1 和 0 的叠加，而不是经典计算中的任一二进制状态，因此它们可以比传统网络以更大的密度存储和传输更多信息。

“让这些量子存储器在室温状态下在量子水平上协同工作，对于任何规模的量子互联网都是至关重要的。据我们所知，这一壮举以前从未被证实过，我们希望在这项研究的基础上再接再厉，”主要作者、石溪大学物理学和天文学教授 Eden Figueroa 在 声明。 

构建量子计算网络

近年来建立的量子网络需要冷却到绝对零才能运行，这限制了它们的实用性。但石溪大学的科学家开发了一种方法来存储两个单独的光子，并且最重要的是成功检索它们的量子签名。他们通过将光子存储在铷气体中，在室温下实现了这一目标。 

这使得它在未来设计和部署量子互联网方面比之前的实验更加可行。然而，他们在这个实验中只能将光子存储几分之一秒，而在低温下存储量子位通常意味着它们可以持续一个多小时。

“该技术的实际卖点是，他们能够获取两个独立存储的光子，同时检索它们，并干扰它们，”丹尼尔·奥伊 (Daniel Oi) 教授，美国大学量子物理学教授斯特拉斯克莱德告诉《生活科学》杂志。 “你会得到所谓的 HOM 倾角，或者 Hong-Ou-Mandel 倾角，这是一种特征量子特征，表明这两个光子是相同的。”

量子通信不仅速度更快，而且本质上是安全的——而传统通信可以被拦截或操纵。这是因为任何拦截和读取通过量子网络传输的信息的尝试都等同于观察——这会破坏通过电路移动的量子位的叠加。

这是一个活跃的研究领域，一场开发有助于我们构建量子互联网的技术的竞赛正在进行中。 2022 年，瑞士的研究人员使用类似的方法存储了单个光子。同年，中国在相距 12.5 公里的两个存储设备之间使用量子纠缠传输信号。 

下一阶段是开发一种方法来检测何时准备好检索量子信号，而不会通过直接观察破坏信号的特性。实现这一目标将为量子中继器铺平道路，量子中继器是可以扩展量子信号范围的设备。这将是大规模量子互联网的关键先驱。

“量子存储器的圣杯之一是‘如何在不破坏光子的量子特性的情况下检测到您实际上存储了一个光子，并以高效可靠的方式进行存储？’”Oi 说。 。