科学家发现第一种安全备份量子信息的方法

滑铁卢大学的研究人员开发了一种绕过量子计算中不可克隆定理的方法,实现安全的量子云存储并推进该技术的基础设施和应用。

来源:Scientific Inquirer

滑铁卢大学的一组研究人员在量子计算方面取得了突破,巧妙地绕过了基本的“不可克隆”问题。

量子计算是一个令人兴奋的技术前沿,信息以微小的单位(称为量子位)存储和处理。例如,量子位可以存储在单个电子、光子(光粒子)、原子、离子或微小电流中。

世界各地的大学、工业界和政府正在花费数十亿美元来完善控制这些量子位的技术,以便将它们组合成大型、可靠的量子计算机。该技术将具有强大的应用,包括网络安全、材料科学、医学研究和优化。

“这一突破将使量子云存储成为可能,例如量子 Dropbox、量子 Google Drive 或量子 STACKIT,将相同的量子信息安全可靠地存储在多个服务器上,作为冗余和加密备份,”滑铁卢应用数学系信息与人工智能物理系主任阿奇姆·肯普夫 (Achim Kempf) 博士说。 “这是实现量子计算基础设施建设的重要一步。”

“量子计算具有巨大的潜力,特别是在解决非常困难的问题方面,但它也带来了独特的挑战。量子计算面临的最具挑战性的问题之一被称为不可克隆定理,该定理指出量子信息无法复制,至少不能直接复制。这是因为量子信息存储的方式非常微妙。”

Kempf 是滑铁卢量子计算研究所的研究员,也是周界研究所的准成员,他进一步解释说,量子信息的工作原理有点像分割密码。如果你有密码的前半部分,而你的朋友有后半部分,那么你们两个都不能单独使用它——但如果你把两半放在一起,你就获得了有价值的密码。