中科大學者實現高效的高維量子隱形傳近日中科大郭光燦院士團隊李傳鋒、柳必恆研究組近期利用6光子系統，實現了高效的高維量子隱形傳態。實驗結果表明，量子干涉可見度在45小時內保持在98%，高維量子隱形傳態保真度達59。6%，為構建高效的高維量子網路打下堅實基礎。

​與此同時一篇名為《通往量子網際網路的隱形傳態系統》（Teleportation Systems Toward a Quantum Internet）的文章由Raju Valivarthi等研究人員釋出在一個物理評論雜誌《PRX QUANTUM》上。

這個研究量子隱形傳態的團隊是由美國能源部的費米實驗室，加州理工學院，卡爾加里大學和AT＆T鑄造廠等合作伙伴組成的，他們宣佈了對長距離持續的高保真量子隱形傳態的首次展示，傳送距離已達44公里。這個試驗的傳送保真度仍受到疊加狀態下準備的傳送量子位元的限制，並且，在赫茲範圍內的光纖長度目前隱形傳送速率仍然很低。

但是，這個團隊最終很成功地將保真度大於90%的光子量子位元和帶有窄帶糾纏光子對的時空量子位元傳送到了44公里的光纖上，為將來的全球量子網際網路奠定了基礎。

對比中美量子隱形傳態優勢是各有所長。中科大優勢在於高緯量子保持時間長，美國團隊優勢在於傳輸距離略長，保真度高於中科大團隊。

下面討論量子和量子隱形傳態。

量子是參與相互作用的任何物理實體的最小數量，但它既是波也是粒子，也可以說它既不是波也不是粒子。因為當你說它是波時，它有干涉和衍射但卻沒有確定物理量；說它是粒子時它可數也有確定的質量和電荷，但卻沒有確定的軌道。

而量子隱形傳態技術，實際上並不涉及傳統意義上的物質轉移，主要是量子態從一個位置到另一個位置的轉移。換句話說，在不改變數子位置的情況下，把特定的資訊在遠端的另一個量子上重建起來，卻不需要真正的介質。直觀的說量子隱形傳態可以把你的音容笑貌言行舉止在其他地方虛擬搭建，是一種更直觀的資訊傳遞方式。

量子隱形傳態這個概念我們其實經常會在科幻片裡看到，瞬間傳輸或者蟲洞跳躍大多是基於這個理念。如果換成更常見的東西，就像是《魔獸世界》遊戲裡法師的“閃現”，卻無殘影；也像是魔術裡的“大變活人”，但變出來的主要是資料；還可以像是蘋果系統的“隔空傳送”，但距離更遠，形式上也有所不同。

量子隱形傳態聽起來比較難懂，但它需要的東西其實並不多。主要是需要基於一種物理世界裡的量子糾纏現象去實現。透過量子糾纏，位於不同位置的兩個粒子無論距離多遠，“糾纏”的一對粒子共享的編碼資訊都可以在它們之間傳遞。

量子糾纏現象是在1935年由愛因斯坦（Albert Einstein）等人在對他人文章有所質疑時發現的。當一對或一組粒子以某種方式生成，相互作用時，就會發生這種現象。這種現象會令這些粒子中每一個粒子的量子態都不能獨立於其他粒子，即便是將它們分開存放。

處於糾纏態的兩個微觀粒子無論相距多遠都存在著一種關聯，如果一個粒子被測量並改變狀態，則另一粒子的狀態將相應地進行改變，就像雙胞胎之間有“心靈感應”一般。透過量子糾纏，位於不同位置的兩個粒子透過一種看不見的力連線在一起，這種力被愛因斯坦稱為“遠距離的鬼動作”。

但這個糾纏現象又跟心靈感應有所不同。比如，生成了一對糾纏的粒子，其中一個粒子在第一個軸上具有順時針旋轉，則另一個粒子的旋轉在同一軸上測得，但會被發現是逆時針方向。或者是，如果一個光子的偏振態是向上的，那麼另一個光子的偏振態將會是向下的。

但是，這種糾纏行為也會產生看似矛盾的效果：對粒子性質的任何測量都會導致不可逆的波函式崩潰並改變糾纏的粒子的原始量子態，這類測量會影響整個糾纏的系統。所以在很長一段時間裡，科學家們的目標就是製備出不會被輕易改變原始量子態的糾纏光子，用來進一步研究量子隱形傳態。

總而言之，量子隱形傳態並不是個全新發現，但這個中國和美國各自的團隊的突破之所以值得拎出來大講特講，主要有下面幾個原因。

一是先前許多關於量子隱形傳態的研究被證實在長距離內不穩定。比如2016年有項世界紀錄一般的重大成就，講的是卡爾加里大學的研究人員能夠在6公里的距離內進行量子隱形傳態。

二是目前的研究人員希望擴大這種量子隱形傳態的規模，可以使用量子糾纏來發送資訊，同時還可使用量子儲存器來儲存資訊。

三是在此前的7月，美國能源部公佈了首個量子網際網路的藍圖，該量子網際網路計劃將多個國家實驗室連線起來。

所以，這項研究可以為“可行的量子網際網路奠定基礎”。根據這個研究團隊的說法，功能量子網際網路可以透過糾纏，在遠距離上共享以量子位元儲存的資訊，它將改變安全通訊，資料儲存，精確感測和計算等領域。故而他們認為高保真量子隱形傳態對於安全的長距離通訊和實用的量子網際網路至關重要。

前不久有谷歌量子計算機卓越和中國量子計算機“九章”的橫空出世，如今美國和中國量子隱形傳態研究的你追我趕，就是競爭推動人類科技進步。歸根結底還是爭奪量子網際網路的主導權，在半導體行業美國對中國“卡脖子”，在未來量子網際網路中國必須有自己科技立身之本。

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