英研究證明:量子點與傳統數據流可在光纖內同行

英國科學家通過最新研究證明，量子點和經典數據流能在傳統的光纖網路內交織在一起，攜手同行，這使科學家能利用現有光纖網路將量子資訊分佈到千家萬戶。這意味著量子密鑰分配（quantum key distribution, QKD）能與傳統的數據通道一起工作，為量子互聯網的建成鋪平了道路。

以前曾有科學家從理論上證明，量子位（量子計算器的最小資訊單位）可通過光纖網路傳輸，但沒有在現實世界裏演示過。愛爾蘭考克大學庭德爾國立研究所的科研團隊在一篇新論文中稱，他們成功演示了量子位如何越過標準的光纖網路，尤其是與傳統數據流攜手同行。

量子位由單個光子所攜帶，而傳統的數據包則由強烈的鐳射脈衝所攜帶，這些穿越網路的鐳射脈衝在光纖內會致使光子自發性地產生拉曼散射，這種拉曼散射反過來會干擾量子通道，導致出錯率非常高而失去控制，阻礙量子位和傳統數據相伴而行。

當鐳射脈衝通過光纖時，干擾脈衝也與之同行，這樣在網路上引發干涉或串擾的拉曼散射爆發之間就存在著安靜的時刻。通過小心翼翼地控制嵌入時機和量子數據的波長，考克大學的科學家在實驗中將量子位擠壓在了拉曼散射之間，並證明了量子密鑰分配系統產生的量子數據可以在有“噪音”的區域之間滑行。在這些地方，這些量子數據能毫無干擾地通過網路。

專家稱，這是一個巨大的進步。如果我們打算讓量子計算廣泛普及，上述研究至關重要。為了讓量子計算“飛入尋常百姓家”，我們需要一個量子傳輸網路，然而在我們現有的傳統數據網路旁再建立一個量子網路，真的非常昂貴。而借用英國科學家的最新成果，科學家可以讓傳統的數據流和量子數據流並排奔跑，使量子資訊系統在商業上更加可行。


科技日報 2011/07/21 劉霞

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