雖然該研究中使用的方法并不會將地鐵或公交取而代之，但它將幫助我們建設黑客無法入侵的電子通訊網(wǎng)絡，即所謂的“量子網(wǎng)絡”。強大的量子計算機可以通過該網(wǎng)絡，與其它計算機取得聯(lián)系。
把一件物體從宇宙中的一處瞬間轉移到另一處、不需要讓它在空間中發(fā)生移動，這聽上去就像是科幻小說中的情節(jié)，但從1998年至今，量子物理學家一直在開展這方面的實驗。目前的量子遠距傳輸最遠距離記錄是在2012年創(chuàng)下的，約為143公里，位于加納利群島的兩座島嶼之間。
詭異的舉動
量子遠距傳輸依托量子物理的古怪性質進行。量子物理認為，宇宙的基本組成部分、如亞原子粒子等，從本質上來說，可以同時存在于兩個、甚至兩個以上不同的地方。說得更具體一些，量子遠距傳輸?shù)幕A是一種名叫“量子糾纏”的奇特現(xiàn)象：無論兩個物體相隔多遠，彼此之間都存在著相互聯(lián)系，并且可以立即對彼此產生影響。
目前，研究人員還無法實現(xiàn)物質（如人類）的瞬間傳輸，但他們可以利用量子遠距傳輸技術來傳遞信息。例如，要想對一個電子進行遠距傳輸，就先要讓它和另一個電子構成量子糾纏關系。然后其中一個電子（即用來傳輸?shù)碾娮樱┝粼谠夭粍?，另一個電子則將以實體形式、被傳輸?shù)饺魏沃付ǖ哪康牡厝ァ?br />
接下來，人們將對用來傳輸?shù)碾娮拥幕拘畔?、或?ldquo;量子態(tài)”進行分析，同時破壞該電子的量子態(tài)。最后，這些信息將被發(fā)往電子傳輸?shù)哪康牡兀迷诹硪粋€電子身上，從而重新創(chuàng)造出第一個電子，并且與原來的沒有任何區(qū)別。這樣一來，原來的電子就實現(xiàn)了遠距離移動。（不過，由于這些數(shù)據(jù)是通過光脈沖或電子等常規(guī)信號傳輸?shù)?，因此量子遠距傳輸?shù)乃俣炔豢赡艹^光速。）
有兩支研究團隊各自獨立地報告稱，自己在相距幾英里的兩處光纖網(wǎng)絡之間實現(xiàn)了量子遠距傳輸技術。這兩支團隊分別來自中國合肥和加拿大阿爾伯塔省卡爾加里.
未來科技
量子遠距傳輸將是實現(xiàn)許多未來技術的關鍵。例如，量子密碼學可以利用量子遠距傳輸技術，在兩地之間安全地傳輸數(shù)據(jù)，并能自動探測出任何入侵行為。此外，人們還能在“量子網(wǎng)絡”中使用量子遠距傳輸技術，在不同的量子計算機之間實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。此前的研究顯示，量子計算機在瞬息之間實現(xiàn)的計算次數(shù)可以超過宇宙中所有原子數(shù)量的綜合。
“未來如果你有一臺量子計算機，要是有人想使用它，就可以把數(shù)據(jù)發(fā)送到這臺量子計算機上，然后獲得計算結果，就像現(xiàn)在的云計算技術一樣。”中國科技大學的量子工程師張強說道，他同時還是合肥研究團隊的共同主要作者。
在這兩起量子遠距傳輸實驗中，傳輸點都有三處，之間的距離最長為12.5公里，模仿了未來量子網(wǎng)絡的構造。此前只有一次實驗采用過三處傳輸點，傳輸點之間的距離還不到一公里。
此前的實驗中使用的是可見光脈沖，因此無法在光纖中傳輸較遠的距離。而在這兩起最新實驗中，科學家采用了日常電信網(wǎng)絡中使用的紅外光，傳輸?shù)木嚯x更遠。此外，他們還利用了所在城市中現(xiàn)有的光纖網(wǎng)絡。
要實現(xiàn)長距離量子遠距傳輸，激光束必須完全同步，即使具體到單個光子身上，也必須密不可分才行。并且，就算在復雜多變的環(huán)境下鋪設的光纖中傳輸了數(shù)英里，激光束也不能分裂開來。而電信行業(yè)近日正好在單光子探測器方面取得了一些改進，兩支研究團隊都從中有所獲益。
“我們很自豪地看到，在實際環(huán)境測驗中觀察到的結果并不比實驗室測驗的結果差。”中科大的量子工程師、此次研究的主要作者孫啟超說道。
在卡爾加里開展的實驗中，傳輸率為每分鐘17個光子（每小時1020個光子），比合肥實驗的傳輸速度快。不過，巴黎第十一大學的量子信息研究人員弗雷德里克·格羅桑指出，為了達到這樣的傳輸速度，卡爾加里的研究人員采用的實驗方法對該技術目前的實用價值造成了一定限制。
此外，兩支研究團隊都運用了各種各樣的方法，確保激光束緊密地聯(lián)結在一起。他們各采用了一種不同的技術，而格羅桑認為，我們可以把這兩種方法結合在一起，從而取得更理想的成果。
孫啟超指出，該技術的未來發(fā)展方向之一是，把量子遠距傳輸網(wǎng)絡擴展到“100公里規(guī)模，實現(xiàn)城際量子遠距傳輸”。這需要進一步改進探測器的工作效率，同時對干擾源加以避免。
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