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美科学家首次实现原子和光子间量子态隐形传输
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美科学家首次实现原子和光子间量子态隐形传输 新华社伦敦12月8日电(记者曹丽君)美国的两个研究小组最近分别利用类似的方法，实现了原子和光子之间的量子态隐形传输，此项关键的技术突破将为建造“坚不可摧”的全球通信网络和运算速度惊人的量子计算机奠定基础。两个小组的研究报告同时登载在8日出版的最新一期《自然》杂志上。 所谓量子态是指原子、中子、质子等粒子的状态，它可表征粒子的能量、旋转、运动、磁场以及其他的物理特性。1993年，美国物理学家贝尼特等人提出了“量子态隐形传输”的方案：将原粒子物理特性的信息发向远处的另一个粒子，该粒子在接收到这些信息后，会成为原粒子的复制品。而在此过程中，传输的是原粒子的量子态，而不是原粒子本身。传输结束后，原粒子已经不具备原来的量子态，而有了新的量子态。去年6月，美国和奥地利的科学家曾实现了原子间的量子态隐形传输。 此次，美国哈佛大学和佐治亚技术研究所的科学家对更复杂的原子和光子间量子态隐形传输进行了尝试，并获得了成功。研究中，他们分别利用一束强激光轰击一团铷原子，生成了具备这团铷原子量子态的单个光子。随后，科学家将该光子传送过100米长的光缆，又生成了携带同样量子态的另一团铷原子，实现了原子与光子间的量子态隐形传输。哈佛大学的研究人员指出，实验中最复杂的任务是将单个光子从激光中分离出来，他们利用了晶体，根据光子的极性、反射率和吸收率实现了这一点。 量子计算机是遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的装置，其基本信息单位是量子比特。目前，携带量子比特的光子在光缆中传播几十公里后就会衰竭，无法进行长距离传送。哈佛大学的研究人员说，此项新技术可以完成量子比特的连续存储，实现光子的再传输，因此有助于建立长距离的光量子通信，同时还将有效保护网络的私密。 |
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