由信息和系统研究组织 电话会议的结果:从左，威廉·J
门罗、尼科洛·皮帕罗、凯·内梅托、迈克尔·汉克斯和克劳德·格拉韦
荣誉:日本国家信息学研究所量子信息科学全球研究中心的奈本 众所周知，量子领域掌握着通信技术下一次革命的关键
凭借前所未有的性能和不可穿透的安全性，量子技术正朝着应用的最终目标迈出第一步，例如高度加密但几乎光速的金融交易
然而，量子计算机相互通信的能力受到这种交换所需资源的限制，限制了可以交易的信息量以及可以存储的时间
日本的研究人员朝着解决这些资源限制迈出了重要的一步
他们在5月27日的《物理评论快报》上发表了他们的发现
“为了将远程量子计算机连接在一起，我们需要能够在它们之间进行长距离的量子机械操作，同时保持它们重要的量子相干性，”论文作者、日本国家信息学研究所(NII)量子信息科学全球研究中心主任内本教授说
“然而，有趣的是，虽然量子计算机已经在小规模出现，但量子通信技术仍处于设备级别，尚未集成在一起以实现通信系统
在这部作品中，我们展示了一条前进的路线
" 量子信息需要保护，免受周围大量噪声的影响，以及信息从初始信息中丢失的趋势
这种保护过程被称为量子纠错，它将一条信息缠绕在许多量子位上，量子位是量子信息的最基本单位
想象一下，一封信被撕成九块，每块都放在一个信封里，每个信封都被送到同一个目的地重新组装并阅读
在量子世界中，信封是通过光子邮寄的，如果任何信封丢失或毁坏，每个信封中都有足够的信息来重建整个信件
“保护量子信息免受噪声和损失的开销将会很大，实现这一点所需的设备的大小将会引起严重的问题，正如我们在今天的量子计算机发展中已经开始看到的那样，”内本说
“随着实现量子互联网的努力在全球范围内展开，重要的是要将其视为一个系统，而不是简单的设备
" Nemoto和她的团队使用一种叫做量子多路复用的过程来解决这个问题，在这个过程中，他们不仅减少了噪声，还减少了传输信息所需的资源数量
在多路复用中，包含在两个独立光子中的信息被合并成一个光子，就像两个信封被放在一个文件夹中发送一样，因此信息仍然是单独保护的，但只需要一个印章来传输
“在这个系统中，量子纠错将发挥重要作用，不仅保护传输的量子信息，而且大大减少完成任何任务所需的资源，”论文合著者威廉·J
芒罗，NTT基础研究实验室的研究员
“量子多路复用能够显著减少资源，而无需为此类量子通信设备开发新技术
" 研究人员目前正在将他们的工作扩展到大规模量子复杂网络场景
“量子革命使我们能够设计和创造在我们的经典世界中以前认为不可能的新技术，”内本说
“小型量子计算机已经显示出比当今最大的超级计算机更好的计算性能
然而，许多其他形式的量子技术正在出现，其中最深远的可能是量子互联网——当今互联网的量子化版本——它将允许我们将包括量子计算机在内的设备连接在一起
" 接下来，研究人员将在他们已经采取的第一步的基础上增加信息量和存储时间
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