横滨国立大学的一个研究小组通过应用量子隐形传态原理,成功地将量子态从光子转移到钻石中的碳同位素,而不会泄漏信息。

 使用当前技术的信息和通信存在窃听和信息泄露的风险。因此,近年来,能够实现绝对安全、无法被窃听的通信的量子密码通信的发展正在取得进展。

 目前,量子密码通信可能的距离约为100公里。为了把它做成一个大规模的网络,需要一个扩展量子密码通信距离的量子中继器。

 该研究小组设计了一种方法,将量子隐形传态原理应用于从适合长距离传输的光子到适合长期存储的量子存储器的量子传输,这对于量子中继器来说是必不可少的。该方法由以下三个步骤组成。
 XNUMX) 金刚石中氮空位(NV 中心)中心的电子与附近碳同位素的核子之间会产生缠结。
 XNUMX) 测量光子和电子之间的纠缠。
 XNUMX)如果XNUMX的结果为“yes”,则表示从光子转移到碳上成功(光子的量子态转移到了之前通过隐形传态原理与电子纠缠在一起的碳上) ……

 由于通过电子仅测量电子和光子的纠缠,因此可以在不破坏量子态的情况下进行转移,即使纠缠测量的结果泄漏,也无法从中指定量子态,不会发生泄漏。此外,据说可以通过同位素控制技术控制用作量子存储器的碳的数量,并且可以根据需要增加量子存储器的容量。

 课题组成功论证了该方法的实验,为量子中继的量子密码通信组网铺平了道路。未来,预计将导致实现绝对安全的大规模量子互联网,通过量子密码通信连接大量处理量子信息的设备。

纸张信息:[通信物理] 基于量子隐形传态的光子极化状态转移到金刚石中的碳自旋

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