據(jù)美國每日科學網(wǎng)站6月7日報道，幾年前，科學家們就成功地實現(xiàn)了光與光系統(tǒng)間的量子信息隱形傳輸。2006年，丹麥哥本哈根大學尼爾斯·玻爾研究所的研究人員成功地實現(xiàn)了光和氣態(tài)原子間的量子信息隱形傳輸�，F(xiàn)在，他們又實現(xiàn)了量子信息在兩團氣態(tài)原子云間的隱形傳輸，且已取得了穩(wěn)定的結(jié)果，數(shù)次嘗試均告成功，這被研究人員視為非常重要的一步。論文發(fā)表在《自然·物理學》雜志上。
研究人員在實驗中用到了兩個相互獨立的玻璃容器，每個容器內(nèi)包含有由數(shù)十億個銫氣態(tài)原子組成的云團。他們首先朝第一個玻璃容器內(nèi)發(fā)送激光，接著，奇異的量子現(xiàn)象發(fā)生了：光和氣體相互糾纏在一起，這意味著它們已經(jīng)建立了某種量子連接。
這兩個玻璃容器都置于一個擁有磁場的房間內(nèi)。當具有某一特定波長的激光照射在氣態(tài)原子上時，原子內(nèi)部最外層的電子會像磁針一樣指向同一個方向——朝上或朝下。科學家們解釋道，正是這一方向組成了量子信息，就像計算機的信息由0和1組成一樣。
這些氣體會發(fā)出包含有量子信息的光量子，這些光隨后被發(fā)送到第二個氣體容器上，此時，研究人員也從光那兒讀取到了量子信息，并用探測器對光量子進行了登記。然后，探測器發(fā)出的信號被傳回第一個容器，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該容器里原子內(nèi)的電子方向會根據(jù)信號進行調(diào)整。這樣，他們就實現(xiàn)了量子信息從第二個容器到第一個容器的隱形傳輸。
研究人員表示，實驗在室溫下進行，這使得氣態(tài)原子能在玻璃容器內(nèi)以200米/秒的速度移動，導致它們會不斷撞上玻璃壁，從而失去其攜帶的量子信息。但研究人員在玻璃容器內(nèi)部涂上了一層石蠟避免了這一點。此外，一種非常靈敏、可以有效地探測到光量子并進行登記的探測器也促進了結(jié)果的穩(wěn)定性。
不過，最新實驗中信息隱形傳輸?shù)木嚯x僅為0.5米，與現(xiàn)實中動輒幾千公里的傳輸距離有云泥之別。對此，研究人員表示：“0.5米這一距離完全囿于實驗室大小所致。從理論上來講，我們可以增加距離，甚至可以將信息遠距離傳輸?shù)叫l(wèi)星上。穩(wěn)定的實驗結(jié)果讓我們朝著構(gòu)建出未來的量子信息網(wǎng)絡前進了一大步。”
總編輯圈點
我差不多在讀到一半的時候已忘了這是誰和誰之間在傳送誰。其實對于非專業(yè)人士，我們明確以下三點差不多就夠了：一，本研究利用光作為量子信息載體，傳送對象是室溫下的宏觀原子系綜；二，實驗中的一些新方法使它們之間量子傳輸?shù)谋Ｕ媛蔬h高于之前任何的傳統(tǒng)方式；三，量子隱形傳輸不管發(fā)生在什么系統(tǒng)之間，都沒傳送任何物質(zhì)與能量，只是它的每一步探索，都是科學家在向構(gòu)建一個量子網(wǎng)絡發(fā)起的偉大挑戰(zhàn)。