橫濱國立大學的一個研究小組通過應用量子隱形傳態的原理,成功地將量子態從光子轉移到鑽石中的碳同位素,而不會洩露信息。
使用當前技術的信息通信存在竊聽和信息洩露的風險。因此,近年來,能夠實現絕對安全且無法被竊聽的通信的量子密碼通信的發展正在取得進展。
目前,量子密碼通信可能的距離約為100公里。為了使它成為一個大規模的網絡,需要一個擴展量子密碼通信距離的量子中繼器。
該研究小組設計了一種方法,利用量子隱形傳態的原理,將適合長距離傳輸的光子進行量子傳輸,從而實現適合長期存儲的量子存儲器,這是量子中繼器必不可少的。該方法包括以下三個步驟。
XNUMX)金剛石中氮空位中心(NV中心)的電子與附近碳同位素的核子之間產生纏結。
XNUMX) 測量光子和電子之間的糾纏。
XNUMX)如果XNUMX的結果為“是”,則說明光子向碳的轉移成功(光子的量子態通過隱形傳態的原理轉移到了之前與電子糾纏的碳上) ...
由於通過電子僅測量電子和光子的糾纏,因此可以在不破壞量子態的情況下進行轉移,即使糾纏測量的結果洩漏,也無法從中指定量子態,因此不會發生洩漏。此外,據說可以通過同位素控制技術來控制用作量子存儲器的碳的數量,並且可以根據需要增加量子存儲器的容量。
課題組成功演示了該方法的實驗,為量子中繼的量子密碼通信組網鋪平了道路。未來,預計它將導致實現一個絕對安全的大規模量子互聯網,通過量子密碼通信連接大量處理量子信息的設備。