“量子互联网”产生于量子通信实验

最长距离量子通讯传输记录被又一次打破，在奇异的量子信息领域，传输距离的“破纪录”似乎是一件可以想见的事情。以量子传输方式的实验中，科研人员将线轴一端的光子瞬间传送到63英里或102公里长光纤线轴的另一端，传输距离是之前记录的4倍。量子传输的实验成果在某一天可能导致“量子互联网”的出现，为互联网插上再次腾飞的翅膀，不仅如此，将会产生下一代的互联网加密技术，“在黑暗中摸索”的黑客在组织网络攻击时将面临更艰难的局面，而网络安全已成为联合国讨论的话题。

以量子传输方式将某个物体从时空的一点传送到时空的另一点，其中没有涉及该物体的空间移动，这听起来好像电影“星际迷航”的一个片段，科幻小说不乏“瞬间”到达的场面。科学家也许受到科幻小说“艺术创意”的启发，从1998年开始，他们进行了反复的量子传输实验。量子通讯依赖于对某个物体基本细节的量子态信息的捕获，量子信息瞬间地从一个地点传至另一个地点，在其它某个地点复制出完全一样的物体。

量子信息传输依赖于量子奇异的物理性质，作为宇宙物质构成的单个基本粒子非常奇特地同时出现在两个地方，甚至同时出现在更多地方，用形象的语言说来，“量子态”的俄罗斯总统普京同时出现在莫斯科红场和莫斯科郊外。用物理学家的术语说来，量子信息传输依赖于被物理学家称之为“量子缠绕”的奇异物理现象，亚原子粒子之间产生了瞬时性的联系和影响，它们之间无论分隔多远，当研究人员直接测量一个粒子的参数，他们即刻获知另一个粒子的状态参数，粒子之间的状态产生了联系或缠绕，当对一个粒子的参数进行测量时，研究人员即刻确定了另一个粒子的状态参数。

目前，物理学家做不到“即刻传输”某个物体或某个人，但他们成功地应用了量子通讯技术，量子信息从一个地点被传送到另一个地点，最近的实验表明，标准和技术国家研究所(NIST)的科学家进行了光子的量子传输实验，他们将光子传送到比之前的光纤实验更远的一端，量子光学研究员马丁·斯蒂文斯解释说，在实验中将光量子即刻传送到很远的距离，实验结果让他们感到十分兴奋。

新距离记录的实验使用了先进的单光子探测器，它是由超导的二硅化钼线圈制成的，线路大约有150纳米（或者十亿分之一米）宽，冷却到大约零下457华氏度（零下272摄氏度），这一温度相当于绝对温度以上1度，实验涉及一种在通讯中通常使用的近红外波长。斯蒂文斯在声明中的解释是：仅仅只有大约百分之一的光子穿越了100公里（60英里）的光纤全程，在之前的实验中从未使用新的探测器，而新的探测装置能够测量到难以置信的微弱信号。

实验使用了新的探测器，记录的到达光子数为百分之八十以上，而之前的记录使用了旧的探测器，最高记录的到达光子数大约为百分之七十五，新的实验探测到的迷失光子数比之前减少了十倍，之前实验的量子信息传输距离达到了89英里或144公里，研究人员在两个岛屿上进行了长距离传输实验，位于非洲西北海岸的一个是拉帕尔马岛，另一个是特纳利夫岛。

之前在加那利群岛进行的实验涉及在一个山顶和另一个山顶设置的望远镜，夜晚时的两台望远镜相互“对视”，白天的背景光线对实验结果产生了干扰。人们可能期待将量子通讯技术应用到日常生活之中，比如：量子信息从一个城市传送到另一个城市，人们不是在两个城市之间相互“对视”，不会受到夜晚背景的限制，光纤将是可行的选择材料。

未来的量子传输技术可能导致“量子互联网”的开发，信息传输将会更加便捷、安全，人们每天使用互联网的标准加密协议，似乎不够安全，未来的互联网信息传输采用了“不可破解”的量子传输安全技术。《光学》杂志发表了斯蒂文斯研究小组的实验成果，量子传输实验的目标距离“没有最远、只有更远”，他们将会开发更好的单光子探测器，量子信息传输将会达到更远的距离。

（编译：2015-9-24）