愛麗絲，隱形傳態(tài)量子信息的接收者。在黑色鋁制圓筒內(nèi)，鉆石樣品被冷卻到-270°C，以減少來自環(huán)境的噪音并實現(xiàn)量子控制。圖片來源：《自然》在線版
科技日報記者 張夢然
英國《自然》雜志25日發(fā)表的一項研究演示了在一個三節(jié)點量子網(wǎng)絡中，兩個非相鄰節(jié)點之間的量子信息隱形傳態(tài)。這一結(jié)果是朝著量子互聯(lián)網(wǎng)邁出的重要一步。
量子隱形傳態(tài)能將量子信息從一個位置傳送到另一個位置，在安全通信、量子計算、下一代互聯(lián)網(wǎng)開發(fā)方面具有潛在應用價值。迄今報道的關于這一效應的實驗演示一直局限于兩個相連節(jié)點之間。而非相鄰節(jié)點間的隱形傳態(tài)對于量子網(wǎng)絡（如量子互聯(lián)網(wǎng)）的構(gòu)建至關重要。
荷蘭代爾夫特理工大學研究團隊此次操作的量子網(wǎng)絡，有3個用光纖連成一排的節(jié)點——愛麗絲、鮑勃和查理，愛麗絲和鮑勃之間以及鮑勃和查理之間有直接連接，但愛麗絲和查理之間沒有。實現(xiàn)隱形傳態(tài)首先要讓相鄰節(jié)點共享量子糾纏態(tài)，然后在中間節(jié)點鮑勃這里進行量子交換，從而在愛麗絲和查理之間形成糾纏，讓量子信息能在它們之間直接隱形傳送。在保存脆弱量子信息的同時完成流程的每一步，要求對這種量子態(tài)的制備、操縱和讀取都做出改進。
研究團隊指出，研究中演示的非相鄰節(jié)點間的信息共享，或許代表了朝著構(gòu)建能通過量子信息隱形傳態(tài)進行通信的量子網(wǎng)絡又近了一步。
不過，美國國家標準與技術(shù)研究院和韓國科學技術(shù)研究院科學家在一篇同時發(fā)表的新聞與觀點文章中寫道，實現(xiàn)量子網(wǎng)絡周圍無處不在的隱形傳態(tài)技術(shù)仍有幾步之遙?？茖W家總結(jié)道，后續(xù)還需對該系統(tǒng)的多個特征進行改進，才能支持多次隱形傳態(tài)，以及構(gòu)建大規(guī)模量子網(wǎng)絡。
總編輯圈點
甲地某一粒子的未知量子態(tài)，要在乙地的另一粒子上還原出來，正是這樣奇異的量子糾纏，為量子計算機提供了巨大的計算能力，也是未來量子互聯(lián)網(wǎng)上共享信息的基礎資源。現(xiàn)在，科學家們實現(xiàn)了量子網(wǎng)絡中遠程、非相鄰節(jié)點之間的量子隱形傳態(tài)，證明了一旦成功準備好傳送器，任意量子比特狀態(tài)，都可以以高于經(jīng)典界限的保真度進行傳送。它聽起來很難理解，但卻是未來量子網(wǎng)絡的硬件、軟件、各種傳輸協(xié)議的主要組成部分，而當這一網(wǎng)絡逐漸鋪就而成時，它也會為相應的應用程序打開了大門。
