美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)工程師團(tuán)隊(duì)成功將量子網(wǎng)絡(luò)技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室?guī)нM(jìn)實(shí)際應(yīng)用世界。他們首次使用當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)的通信協(xié)議(IP),在商業(yè)光纖網(wǎng)絡(luò)上傳輸量子信號(hào),讓量子通信“說(shuō)”出當(dāng)代互聯(lián)網(wǎng)的“語(yǔ)言”。這項(xiàng)發(fā)表于最新《科學(xué)》雜志的研究表明,量子信號(hào)可以和日常網(wǎng)絡(luò)流量共享同一基礎(chǔ)設(shè)施,向構(gòu)建未來(lái)的量子互聯(lián)網(wǎng)邁出了關(guān)鍵一步。
此次核心成果是一種微型“Q芯片”,它能夠協(xié)調(diào)量子信息與經(jīng)典數(shù)據(jù)的傳輸,尤其重要的是,讓量子信號(hào)使用現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)所用語(yǔ)言進(jìn)行通信。
團(tuán)隊(duì)首次在商用光纖上證明,這種Q芯片不僅能發(fā)送量子信號(hào),還能自動(dòng)校正傳輸過(guò)程中的噪聲,將量子與經(jīng)典數(shù)據(jù)打包成標(biāo)準(zhǔn)的互聯(lián)網(wǎng)式數(shù)據(jù)包,并使用與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)相同的尋址系統(tǒng)和管理工具進(jìn)行路由。
團(tuán)隊(duì)成員表示,集成芯片可在商業(yè)網(wǎng)絡(luò)上管理量子信號(hào),并使用與經(jīng)典互聯(lián)網(wǎng)相同的協(xié)議,這意味著向更大規(guī)模實(shí)驗(yàn)和實(shí)用的量子互聯(lián)網(wǎng)邁出了關(guān)鍵一步。
一直以來(lái),量子信號(hào)的擴(kuò)展面臨巨大挑戰(zhàn),根源在于量子態(tài)的脆弱性。一旦被測(cè)量,量子粒子就會(huì)失去其獨(dú)特的疊加和糾纏特性。為解決這一難題,團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了Q芯片來(lái)協(xié)調(diào)由普通光信號(hào)(經(jīng)典信號(hào))和量子粒子組成的混合信息流。
團(tuán)隊(duì)解釋說(shuō),這一機(jī)制類(lèi)似于鐵路運(yùn)輸:經(jīng)典信號(hào)如同火車(chē)頭,負(fù)責(zé)牽引和導(dǎo)航,而量子信息則如同密封的集裝箱,內(nèi)部狀態(tài)不可觀測(cè),但能被安全送達(dá)目的地。
由于經(jīng)典信號(hào)的頭部信息可以被測(cè)量,整個(gè)系統(tǒng)得以遵循現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議,實(shí)現(xiàn)與當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的無(wú)縫兼容。
此外,由于Q芯片采用硅基材料并基于成熟的半導(dǎo)體工藝制造,具備大規(guī)模生產(chǎn)潛力,為技術(shù)的廣泛應(yīng)用提供了現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)。目前這一網(wǎng)絡(luò)僅連接了兩棟建筑,包含一臺(tái)服務(wù)器和一個(gè)節(jié)點(diǎn),使用約一公里的光纖。如果要擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò),只需制造更多芯片,將其接入城市現(xiàn)有的光纖網(wǎng)絡(luò)即可。
【總編輯圈點(diǎn)】
這是量子互聯(lián)網(wǎng)實(shí)質(zhì)上的突破!其核心價(jià)值不僅在于技術(shù)實(shí)現(xiàn),更在于為量子互聯(lián)網(wǎng)的實(shí)用化指明了可行路徑??梢哉f(shuō),這種“Q芯片”正在打破量子通信與現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)之間的壁壘。其兼容性,降低了未來(lái)量子網(wǎng)絡(luò)部署的成本與復(fù)雜度,避免了重建全新網(wǎng)絡(luò)的高昂投入。一旦技術(shù)成熟,基于此架構(gòu)的量子加密通信,將為金融、國(guó)防、醫(yī)療等對(duì)數(shù)據(jù)安全要求極高的領(lǐng)域帶來(lái)堅(jiān)不可摧的保障。這不僅是量子通信領(lǐng)域的重大飛躍,更是推動(dòng)整個(gè)信息社會(huì)邁向量子時(shí)代的關(guān)鍵一步。
美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)工程師團(tuán)隊(duì)成功將量子網(wǎng)絡(luò)技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室?guī)нM(jìn)實(shí)際應(yīng)用世界。他們首次使用當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)的通信協(xié)議(IP),在商業(yè)光纖網(wǎng)絡(luò)上傳輸量子信號(hào),讓量子通信“說(shuō)”出當(dāng)代互聯(lián)網(wǎng)的“語(yǔ)言”。這項(xiàng)發(fā)表于最新《科學(xué)》雜志的研究表明,量子信號(hào)可以和日常網(wǎng)絡(luò)流量共享同一基礎(chǔ)設(shè)施,向構(gòu)建未來(lái)的量子互聯(lián)網(wǎng)邁出了關(guān)鍵一步。
此次核心成果是一種微型“Q芯片”,它能夠協(xié)調(diào)量子信息與經(jīng)典數(shù)據(jù)的傳輸,尤其重要的是,讓量子信號(hào)使用現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)所用語(yǔ)言進(jìn)行通信。
團(tuán)隊(duì)首次在商用光纖上證明,這種Q芯片不僅能發(fā)送量子信號(hào),還能自動(dòng)校正傳輸過(guò)程中的噪聲,將量子與經(jīng)典數(shù)據(jù)打包成標(biāo)準(zhǔn)的互聯(lián)網(wǎng)式數(shù)據(jù)包,并使用與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)相同的尋址系統(tǒng)和管理工具進(jìn)行路由。
團(tuán)隊(duì)成員表示,集成芯片可在商業(yè)網(wǎng)絡(luò)上管理量子信號(hào),并使用與經(jīng)典互聯(lián)網(wǎng)相同的協(xié)議,這意味著向更大規(guī)模實(shí)驗(yàn)和實(shí)用的量子互聯(lián)網(wǎng)邁出了關(guān)鍵一步。
一直以來(lái),量子信號(hào)的擴(kuò)展面臨巨大挑戰(zhàn),根源在于量子態(tài)的脆弱性。一旦被測(cè)量,量子粒子就會(huì)失去其獨(dú)特的疊加和糾纏特性。為解決這一難題,團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了Q芯片來(lái)協(xié)調(diào)由普通光信號(hào)(經(jīng)典信號(hào))和量子粒子組成的混合信息流。
團(tuán)隊(duì)解釋說(shuō),這一機(jī)制類(lèi)似于鐵路運(yùn)輸:經(jīng)典信號(hào)如同火車(chē)頭,負(fù)責(zé)牽引和導(dǎo)航,而量子信息則如同密封的集裝箱,內(nèi)部狀態(tài)不可觀測(cè),但能被安全送達(dá)目的地。
由于經(jīng)典信號(hào)的頭部信息可以被測(cè)量,整個(gè)系統(tǒng)得以遵循現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議,實(shí)現(xiàn)與當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的無(wú)縫兼容。
此外,由于Q芯片采用硅基材料并基于成熟的半導(dǎo)體工藝制造,具備大規(guī)模生產(chǎn)潛力,為技術(shù)的廣泛應(yīng)用提供了現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)。目前這一網(wǎng)絡(luò)僅連接了兩棟建筑,包含一臺(tái)服務(wù)器和一個(gè)節(jié)點(diǎn),使用約一公里的光纖。如果要擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò),只需制造更多芯片,將其接入城市現(xiàn)有的光纖網(wǎng)絡(luò)即可。
【總編輯圈點(diǎn)】
這是量子互聯(lián)網(wǎng)實(shí)質(zhì)上的突破!其核心價(jià)值不僅在于技術(shù)實(shí)現(xiàn),更在于為量子互聯(lián)網(wǎng)的實(shí)用化指明了可行路徑??梢哉f(shuō),這種“Q芯片”正在打破量子通信與現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)之間的壁壘。其兼容性,降低了未來(lái)量子網(wǎng)絡(luò)部署的成本與復(fù)雜度,避免了重建全新網(wǎng)絡(luò)的高昂投入。一旦技術(shù)成熟,基于此架構(gòu)的量子加密通信,將為金融、國(guó)防、醫(yī)療等對(duì)數(shù)據(jù)安全要求極高的領(lǐng)域帶來(lái)堅(jiān)不可摧的保障。這不僅是量子通信領(lǐng)域的重大飛躍,更是推動(dòng)整個(gè)信息社會(huì)邁向量子時(shí)代的關(guān)鍵一步。
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