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“幽灵”粒子穿越华盛顿郊区，迈向量子网络
这一成就表明，脆弱的量子纠缠即使在恶劣的现实条件下也能生存。
来源:美国国家标准技术研究所NIST 物理学家施一成展示了用于分配纠缠光子的设备。
图片来源：Megan King / NIST
2025 年初，特殊信号穿过马里兰州郊区街道和人行道上方的光纤高速公路。这些信号到达目的地标志着朝着建立“量子网络”的长期梦想迈出了重要一步。研究人员相信，这种新兴技术有一天可以以增强科学研究、实现超安全通信并增强未来量子计算机能力的方式连接量子设备。
美国国家标准与技术研究所 (NIST) 的研究人员和合作者在《光通信与网络杂志》上报告了这一进展。
一种特殊的网络
量子网络依赖于一种称为纠缠的特殊现象。纠缠物体通常被描述为“幽灵般的超距作用”（阿尔伯特·爱因斯坦创造的短语的翻译），它们共享一个统一的量子态，这意味着即使它们相距很远，也无法独立描述它们。当测量纠缠对中的一个物体时，这一动作决定了对另一个物体的测量结果。
这些长距离联系可能会重塑从天文学到地震学再到药物发现的领域。通过共享纠缠光子，相距数千公里的望远镜有朝一日可以收集并组合来自同一遥远恒星或行星的光，从而产生比任何一台望远镜本身更清晰的图像。分布在某个区域的纠缠传感器可以“监听”微小的地震扰动，并精确定位即将发生的地震或火山喷发。
与此同时，纠缠量子计算机网络有一天可能会处理对于任何单个设备来说都过于复杂的算法，帮助科学家模拟潜在的新药物和材料。另一种可能的应用是：超安全的通信网络，任何黑客攻击的尝试都会很容易被检测到。
信用：N。哈纳切克/NIST