东芝凭借600公里光纤打破量子通信记录

量子互联网有朝一日可以让量子计算机合作解决一些巨大的问题。现在，世界离这一现实又近了一步，因为东芝的研究人员已经展示了通过破纪录的600公里(373英里)光纤发送的量子通信。

在传统计算机中，信息以表示为零或一的位编码。但在量子计算机中，信息被编码为量子比特(或量子比特)，这些比特可以是其中之一，也可以同时是两者。这极大地扩展了他们的潜在计算能力，这意味着他们可以解决常规计算机范围之外的问题。

例如，去年，一台名为九章的中国量子计算机显然在200秒内进行了一次计算，而普通超级计算机需要2亿年才能完成。

但量子计算的挑战在于，这些量子比特对来自环境的干扰很敏感，温度或振动的微小波动可能会扰乱数据。这使得长距离传输量子信息变得困难。

现在，东芝的研究人员正在对通过光纤进行量子通信的距离记录提出要求。关键是他们开发的一种新型双频稳定技术，该技术将两个光参考信号与量子比特本身一起发送，量子比特被编码为弱光脉冲的相位延迟。

第一个参考信号的波长旨在抵消环境中的波动，而第二个参考信号的工作波长与量子比特本身相同，用于精确控制光的相位。

使用这种双波段技术，东芝团队能够将量子信号保持在几十纳米以内。这反过来又使他们能够在600公里的光纤上传输数据，大约是之前记录的六倍。这不是有史以来最远的 - 卫星传输保持着超过1，200公里(746英里)的总体记录，但量子互联网需要卫星和光纤的混合。

该团队表示，该技术的首次使用可能是量子密钥分发(QKD)。这种加密技术利用了量子物理学的奇怪规则，其中观察密钥的行为会改变它，使其对潜在的黑客毫无用处，并提醒授权用户注意该尝试。

“近年来，QKD已被用于保护城域网，”东芝欧洲量子技术部门负责人Andrew Shields说。“这一最新进展扩展了量子链路的最大跨度，因此可以在不使用可信中间节点的情况下连接跨国家和的城市。与卫星QKD一起实施，它将使我们能够建立一个用于量子安全通信的全球网络。

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