走出实验室，重要突破，美国成功在城市内实现量子网络传输

Quantum collaboration在芝加哥演示了通过部署的电信光纤实现量产功能性远程量子网络的第一步，为可扩展量子计算网络打开了大门。我们知道，量子计算有望解决当前或经典计算无法解决的复杂问题，量子网络对于实现量子计算的全部潜力至关重要，它使我们能够突破对自然的理解，以及改善日常生活的应用。
为了测试两个量子时钟（一个在阿贡，一个在费米实验室）的同步性，科学家们在两个时钟之间同时传输了一个传统的时钟信号（蓝色）和一个量子信号（橙色）。这些信号通过伊利诺伊州快速量子网络发送。科学家们发现，这两个时钟可以在小于5皮秒或5万亿分之一秒的时间窗口内保持同步。但要实现这一目标，需要开发精确的量子计算机和可靠的量子网络，利用当前的计算机技术和现有的基础设施。
作为一种潜力证明和迈向功能量子网络的第一步，伊利诺伊州快速量子网络IEQNET的一个研究团队使用本地光纤在美国能源部（DOE）的两个实验室之间成功部署了一个远程量子网络。这项实验标志着量子编码光子（量子信息通过其传递的粒子）和经典信号首次以前所未有的同步水平在城市范围内同时传递。
IEQNET合作项目包括美国能源部的费米国家加速器和阿贡国家实验室、西北大学和加州理工学院。他们的成功部分源于这样一个事实，即其成员涵盖了从经典、量子到混合的各种计算架构领域。费米实验室量子科学项目负责人兼该项目首席研究员说：“拥有两个相距50公里的国家实验室，利用这些共享的技术能力和专业知识研究量子网络，这不是一件小事，您需要一个多元化的团队来解决这个非常困难和复杂的问题。”
科学家们表示，经典计算网络已经足够复杂。将量子网络这一挑战引入到组合中会彻底改变游戏规则，当经典计算机需要执行同步操作和功能时，如安全和计算加速所需的操作和功能，它们依赖于称为网络时间协议NTP的东西。该协议在承载信息的同一网络上分配时钟信号，精度比眨眼快一百万倍。为了确保获得纠缠的光子对（即从远处相互影响的能力，量子纠缠），科学家们必须大量生成量子编码的光子。
“为量子和经典同步信号选择合适的波长对于最小化影响量子信息的干扰非常重要。”Argonne计算机科学家和项目团队成员说。“一个类比可能是，光纤是道路，波长是车道。光子是自行车手，时钟是卡车。如果我们不小心，卡车会穿过自行车道。因此，我们进行了大量实验，以确保卡车保持在车道上。”最终，这两个信号都得到了适当的分配和控制，计时信号和光子都是从费米实验室的源中分布出来的。当光子到达每个位置时，使用阿贡的超导纳米线单光子探测器进行测量并记录。