行业看点 | 科学家确认未来量子网络背后的理论

光量子理论对量子纠缠做出了预测：即使距离遥远，或是在内部的宏观结构中，大量的原子将由于量子力而互相缠绕相互影响。然而，由于缺乏切实的实验证据，量子纠缠一直停留在预测的层面上。直到最近，日内瓦大学的科学家呈现了实验性证据，证据表明有1600万个原子在一个一厘米的晶体中纠缠。

对于为这一概念找寻实证的物理学家来说，量子纠缠的实现并不是真正的挑战。研究人员可以通过分裂一个光子来实现光子的纠缠。但观察并记录下量子纠缠一直被认为是几乎不可能实现的。直到最新的这项实验。来自日内瓦大学应用物理方面的研究员 Florian Frwis在媒体发布会上警告称：“ 直接观察几百万个原子的纠缠过程是不可能的，因为需要收集和分析的数据实在是太多了。”

因此，Florian Frwis和他的团队为他们能够实现的测量方式列举了一个详细目录，并在当中寻找可能可以呈现所需证据的测量方法。当光子穿过晶体的时候，会使原子在被重新发射前陷入纠缠，因此研究人员将目光聚集在晶体发出的单向光上面，并分析其统计特征和重新发射光子的概率。这就是研究团队展示的1600万原子，而不是几千个原子纠缠的方式。

量子网络在未来的数据保护中将会发挥巨大的作用，因为这些网络能传送信号，并立刻探测出任何第三方对信号的拦截。发送和接收这类信号时，我们必须使用量子中继器，将纠缠的原子用一种强有力的量子关系统一起来，不论它们的距离多远。量子中继晶体块组成，那些晶体块被超低温冷却到了零下270℃，并富含稀土原子。当晶体块被光子穿透后，就会产生量子纠缠。

粒子纠缠是量子计算和量子加密未来革命的核心。从人工智能到个性化医疗，它将推动一切的发展。虽然这是高层次的东西，但一切都是量子层面原子纠缠的结果。这项研究以前所未有的规模证明了这一点。