來源：黑谷量子? ? ? ? 圖片來源：（網(wǎng)絡(luò)）
作者：776
量子互聯(lián)網(wǎng)將和傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)一樣，結(jié)合自身的優(yōu)勢并且將繼續(xù)推進發(fā)展魂务。
中國已經(jīng)在某些城市之間實現(xiàn)了量子加密的早期應(yīng)用玻侥，但跨越整個國家的完整量子網(wǎng)絡(luò)將需要十年的時間。
構(gòu)建整個量子互聯(lián)網(wǎng)，將需要從頭開始重新設(shè)計路由器纬黎，硬盤驅(qū)動器和計算機的等效產(chǎn)品-今天已經(jīng)在進行基礎(chǔ)工作。?
當(dāng)現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)以經(jīng)典計算機（現(xiàn)在包括智能手機劫窒，平板電腦本今，揚聲器和恒溫器的類別）之間的比特流進行流量傳輸時，量子互聯(lián)網(wǎng)將攜帶根本不同的信息單元主巍，即量子比特或者量子位
大自然中最簡單的實例—或0的問題冠息。計算機芯片通過停止一些電流而讓其他電流流動來處理信息。硬盤驅(qū)動器通過將磁鐵鎖定在向上或向下位置來存儲文檔孕索。
量子位完全代表了另一種信息處理方式逛艰，一種基于原子，電子或其他粒子的行為信息搞旭，這些物質(zhì)受量子力學(xué)的奇異規(guī)則特性散怖。這些現(xiàn)象比經(jīng)典計算中僵硬的信息處理擁有更流暢信息處理方式。
例如肄渗，硬盤磁鐵必須始終指向上方或下方镇眷，但是在測量他之前，量子的方向是未知的翎嫡。更準確地說欠动，量子的行為方式處于疊加狀態(tài)，（稱為疊加態(tài)）钝的，而不僅僅是“上”或“下”的簡單標(biāo)記翁垂。
量子粒子也可以通過一種稱為糾纏的關(guān)系被束縛在一起，例如當(dāng)兩個光子（光量子）從同一光源發(fā)出時硝桩。成對的糾纏顆粒具有類似于硬幣兩個面之間關(guān)系的緊密結(jié)合-當(dāng)一個面顯示正面時，另一面顯示反面枚荣。但是碗脊，與硬幣不同，糾纏的量子可以相互遠距離并保持它們的關(guān)聯(lián)。
科學(xué)家開發(fā)互聯(lián)網(wǎng)2.0
量子信息科學(xué)家將這些現(xiàn)象和其他現(xiàn)象結(jié)合在一起衙伶，有望提供一種新穎祈坠，豐富的信息處理方式-類似于從2-D圖形轉(zhuǎn)換為3-D圖形，或者學(xué)會用小數(shù)而不是整數(shù)進行計算矢劲。
例如赦拘，能用自然語言表達的量子設(shè)備可以增強科學(xué)家通過模擬新的原子結(jié)構(gòu)來設(shè)計材料和藥物的能力，而無需在實驗室中測試其性質(zhì)芬沉。糾纏是因外部篡改而破壞的微妙鏈接躺同，可以確保設(shè)備之間的連接保持私密性。
但是丸逸，這樣的奇跡仍然需要數(shù)年或數(shù)十年之遙蹋艺。疊加態(tài)和量子糾纏都是易擾的狀態(tài)，最難的需要在嚴酷的低溫下保持在與外界混亂完全隔離的機器中黄刚。
隨著量子計算機科學(xué)家尋求擴展對更多細小量子的控制的方法捎谨，量子互聯(lián)網(wǎng)研究人員正在開發(fā)將這些量子集合鏈接在一起所需的技術(shù)。
IBM公司
IBM開發(fā)的量子計算機原型的內(nèi)部憔维。當(dāng)各個團體競相建造量子計算機時涛救，能源部的研究人員正在尋求將它們連接在一起的方法。
糾纏光子的這種發(fā)送和接收相當(dāng)于量子路由器业扒，但是接下來的研究人員需要量子硬盤驅(qū)動器-一種保存他們交換的信息的方法检吆。Kleese van Dam說：“我們正處于風(fēng)口浪尖，糾纏著數(shù)英里的距離凶赁∵掷酰”
當(dāng)光子從網(wǎng)絡(luò)中攜帶信息時，量子存儲器將以糾纏原子的形式存儲那些量子比特虱肄，就像當(dāng)前的硬盤驅(qū)動器使用翻轉(zhuǎn)磁鐵來保存比特一樣致板。
在擴大網(wǎng)絡(luò)規(guī)模之前，研究人員將需要發(fā)明一種量子中繼器-一種可在另一100英里路程內(nèi)增強萎縮信號的設(shè)備咏窿。傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)中繼器只是復(fù)制信息并發(fā)出新的光脈沖斟或，但是該過程打破了糾纏（使量子通信免受竊聽者竊聽的功能）。
相反集嵌，研究人員提出了一種方案萝挤，通過將量子信號改組為其他形式而無需直接讀取就可以放大量子信號「罚“我們目前正在運行一些原型量子中繼器怜珍。
中國在量子網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者
中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)團隊在實驗室中實現(xiàn)了長距離的量子糾纏，兩種實驗方案分別實現(xiàn)了 22 公里和 50 公里的量子糾纏凤粗，創(chuàng)造了世界紀錄酥泛。。
50 公里的距離足以連接兩座城市，這一實驗成果及實驗中采用的相關(guān)技術(shù)或為實現(xiàn)多節(jié)點柔袁、遠距離量子糾纏鋪平道路呆躲，將是實現(xiàn)長距離量子通信網(wǎng)的重要一步
第一，從源頭出發(fā)捶索，研究團隊在兩個量子存儲器都設(shè)置了環(huán)形腔增強（Cavity Enhancement）技術(shù)來提升單光子與原子系綜間耦合插掂，并優(yōu)化光路傳輸效率，將此前的光與原子糾纏的亮度提高了一個數(shù)量級腥例。其中辅甥，腔增強光路是研究團隊自主研制，主要的思路是提升單光子與原子系綜間的耦合并降低腔內(nèi)損耗院崇，最終實現(xiàn)的腔內(nèi)原子態(tài)至光子態(tài)轉(zhuǎn)化效率為 90% 左右肆氓。
第二，研究團隊選擇光纖作為連接介質(zhì)底瓣，以光作為傳輸信息的載體谢揪。但是，原子存儲器對應(yīng)的光波長在光纖中的損耗約為 3.5dB/km捐凭，在 50 公里光纖中拨扶，衰減將達到十億億倍（具體衰減倍數(shù)為 10 的 17.5 次方），使得量子通信無法實現(xiàn)茁肠。
量子計算和量子通信領(lǐng)域無疑是近幾年來科研界最炙手可熱的領(lǐng)域之一了患民，基本都是一年好幾個重大突破。此次的實驗對于實現(xiàn)量子通信具有十分重要的意義垦梆。
黑谷量子
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