代尔夫特理工大学 研究人员在一个量子网络节点上工作，在那里镜子和过滤器将激光束导向钻石芯片
荣誉:魁北克科技公司的玛丽埃克·德·洛里恩 荷兰QuTech的一组研究人员报告了第一个多节点量子网络的实现，该网络连接了三个量子处理器
此外，他们实现了关键量子网络协议的原理证明
他们的发现标志着未来量子互联网的一个重要里程碑，现已发表在《科学》杂志上
互联网的力量在于它允许地球上的任何两台计算机连接
今天，世界各地许多实验室的研究人员正在开发量子互联网的第一版——一种可以远距离连接任何两种量子设备，如量子计算机或传感器的网络
今天的互联网以可以是0或1的比特来分发信息，而未来的量子互联网将利用可以同时是0和1的量子比特
“量子互联网将开辟一系列新的应用，从不可破解的通信和完全用户隐私的云计算，到高精度的计时，”博士马特奥·蓬皮利说
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学生和研究小组成员
“就像40年前的互联网一样，现在可能有许多我们无法预见的应用
" 走向无处不在的连接 量子互联网的第一步是在过去十年里通过连接两个共享直接物理链接的量子设备实现的
然而，能够通过中间节点(类似于传统互联网中的路由器)传递量子信息对于创建可扩展的量子网络至关重要
此外，许多有前途的量子互联网应用依赖于分布在多个节点之间的纠缠量子比特
纠缠是一种在量子尺度上观察到的现象，从根本上连接了小距离甚至大距离的粒子
它为量子计算机提供了巨大的计算能力，是未来量子互联网上共享量子信息的基础资源
通过在实验室实现他们的量子网络，QuTech的一组研究人员——代尔夫特理工大学和TNO大学之间的合作——第一个通过中间节点连接了两个量子处理器，并在多个独立的量子处理器之间建立了共享纠缠
解释世界上第一个基本量子网络的动画
信用:为QuTech瘦身 运行量子网络 基本的量子网络由三个量子节点组成，位于同一栋建筑内的某个距离处
为了使这些节点作为一个真正的网络运行，研究人员必须发明一种新的架构，能够扩展到单个链路之外
中间节点(称为鲍勃)与两个外部节点(称为爱丽丝和查理)有物理连接，允许与这些节点中的每一个建立纠缠链接
Bob配备了一个额外的量子位，可以用作内存，允许在建立新链接时存储以前生成的量子链接
在建立了爱丽丝-鲍勃和鲍勃-查理之间的量子链接之后，鲍勃的一组量子操作将这些链接转换为爱丽丝-查理之间的量子链接
或者，通过在鲍勃处执行一组不同的量子操作，在所有三个节点之间建立纠缠
准备随后使用 网络的一个重要特征是，它通过一个“标志”信号来宣布这些(内在概率性的)协议的成功完成
这种预示对于可伸缩性至关重要，因为在未来的量子互联网中，许多这样的协议将需要连接在一起
“一旦建立，我们就能够保存由此产生的纠缠态，保护它们免受噪音的影响，”该团队的另一名成员索菲·赫尔曼斯说
“这意味着，原则上，我们可以将这些状态用于量子密钥分发、量子计算或任何其他后续的量子协议
" 合著者马特奥·蓬皮利(左)和索菲·赫尔曼斯(右)，他们都是罗纳德·汉森团队的博士生，在量子网络的一个节点上
荣誉:魁北克科技公司的Marieke de Lorijn 量子互联网演示器 这第一个基于纠缠的量子网络为研究人员提供了一个独特的测试平台，用于开发和测试量子互联网硬件、软件和协议
“未来的量子互联网将由无数的量子设备和中间节点组成，”研究小组负责人罗纳德·汉森说
“QuTech的同事已经在研究未来与现有数据基础设施的兼容性
“在适当的时候，当前的原理验证方法将在实验室外的现有电信光纤上进行测试——在QuTech的量子互联网演示器上，其中第一条城域链路计划于2022年完成
更高层 在实验室中，研究人员将专注于向他们的三节点网络添加更多的量子比特，并添加更高级别的软件和硬件层
蓬皮利:“一旦运行网络的所有高级控制和接口层都被开发出来，任何人都可以编写和运行网络应用程序，而不需要理解激光和低温恒温器是如何工作的
这是最终目标
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