隱形傳態(tài)（teleportation）是一個(gè)相當(dāng)科幻的概念，但近日發(fā)表于《自然通訊》期刊上的一篇文章中，已有研究人員證明它可被用于避免量子層面的通信通道丟失。來自格里菲斯大學(xué)量子動(dòng)力學(xué)中心的研究人員，強(qiáng)調(diào)了在各種形式的通信渠道（互聯(lián)網(wǎng)或電話等）中發(fā)生的固有損失問題，并且找到了一種有助于緩解這種損失的機(jī)制。

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　　Geoff Pryde 教授和 Sergei Slussarenko、Sacha Kocsis、Morgan Weston 三位博士，以及昆士蘭大學(xué) / 美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（NIST）的研究團(tuán)隊(duì)指出，這一發(fā)現(xiàn)是邁向“量子互聯(lián)網(wǎng)”的重要一步，有望帶來迄今為止前所未有的特性。

　　Sergei Slussarenko 表示，新研究首次展示了一種通過減少誤差來改善通道性能的方法：“首先，我們回顧了通道傳輸?shù)脑紨?shù)據(jù)，然后看新方法能否有助于其達(dá)成更好的信號(hào)表現(xiàn)”。

　　研究配圖 - 1：有損通道（無校正）的量子態(tài)傳輸概念演示

　　實(shí)驗(yàn)期間，他們先通過有損方式發(fā)送一個(gè)光子 —— 該光子并未攜帶任何有用的信息，所以就算丟了也不會(huì)造成什么大問題。

　　接著通過格里菲斯與昆士蘭大學(xué)開發(fā)的“無噪聲線性放大器”，來校正損耗的影響 —— 該裝置能夠恢復(fù)丟失的量子態(tài)，但并非每次都能成功（有一定的失敗幾率）。

　　研究配圖 - 2：實(shí)驗(yàn)裝置概念與布置示例

　　不過一旦恢復(fù)成功，他們就會(huì)用上另一種純量子協(xié)議 —— 又稱“量子隱形傳態(tài)”（quantum state teleportation）—— 以將預(yù)期中的信息傳送到更正后的載體中，從而避免通道上的所有損耗。

　　研究人員稱，量子技術(shù)有望給信息化社會(huì)帶來革命性的變化。而這項(xiàng)新研究中展示的量子通信方法，能夠以極其安全的方式、在無法被第三方訪問的情況下來傳輸數(shù)據(jù)。

　　研究配圖 - 3：e 模式下，三種不同附加損耗的 L 值分布（在不同類型通道上的糾纏并發(fā)測(cè)量）。

　　Sergei Slussarenko 指出，短距離量子加密已得到商業(yè)應(yīng)用，但若我們想要實(shí)現(xiàn)一個(gè)全球量子網(wǎng)絡(luò)，就不可忽視無可避免的光子損耗問題。

　　好消息是，他們的最新工作，有助于實(shí)現(xiàn)所謂的“量子中繼”—— 這也是長距離通信網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)關(guān)鍵組成部分。

　　研究配圖 - 4：經(jīng)過不同類型的通道分布的量子態(tài)（密度矩陣元素的絕對(duì)值）

　　Sergei Slussarenko 補(bǔ)充道：在量子通信網(wǎng)絡(luò)中，第三方無法復(fù)制未知的量子數(shù)據(jù) —— 如果攜帶信息的光子被丟失，其攜帶的信息也會(huì)永遠(yuǎn)消散。

　　不過想要實(shí)現(xiàn)有效的長距離量子通信，還是需要借助某種機(jī)制來介紹這種信道信息丟失，這也是他們正在實(shí)驗(yàn)室中所追求的。

　　下一步，研究團(tuán)隊(duì)將致力于將錯(cuò)誤減少到可實(shí)施長距離量子密碼學(xué)的水平、并在現(xiàn)成的光學(xué)基礎(chǔ)設(shè)施上進(jìn)行實(shí)測(cè) —— 比如基于光纖的互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。