距離量子互聯網的應用落地還需要多久

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目前互聯網是基于http協議的，是一個簡單但不安全的開放傳輸協議，為了讓數據更安全，我們在http的外層套了一層SSL(Secure Sockets Layer 安全套接層)或及其繼任者傳輸層安全（Transport Layer Security，TLS），就出現了https。雖然從協議上看起來是安全了很多，但是底層的信號傳輸還是電信號，或者電信號的其它轉換形式：如光纖傳輸的光信息，微波傳輸的微波信號等等，這些信號在被傳輸和中繼的過程，很容易被竊取或截獲，最終造成數據的不安全。

量子互聯網，一種基于量子力學原理建立起來的新型互聯網。由美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室開發完成，由于量子互聯網具有特殊訪問方式，每一次訪問都會留下“痕跡”而被追蹤，因此該網絡被稱為最安全的互聯網。量子互聯網不僅可以用來發送不可破解的信息，提高 GPS 系統的精度，面能支持基于云的量子計算，但是目前的量子互聯網有一個致命的缺陷，就是傳輸距離問題。二十多年來，由于很難在沒有損失的情況下通過遠距離發送量子信號，創建這樣一個量子網絡的夢想在很大程度上一直遙不可及。

但近期哈佛大學和麻省理工學院的研究人員已經找到了一種方法，用一個可以捕獲、存儲和糾纏量子信息比特的原型量子節點來校正信號丟失。與傳統互聯網不同，量子網絡使用光的量子粒子 - 單個光子 - 來遠距離傳輸光的量子態，這些網絡具有經典系統所沒有的技巧：糾纏。

在量子力學里，當幾個粒子在彼此相互作用后，由于各個粒子所擁有的特性已綜合成為整體性質，無法單獨描述各個粒子的性質，只能描述整體系統的性質，則稱這現象為量子纏結或量子糾纏（quantum entanglement）。糾纏可使信息的比特在任何距離上都完美關聯，由于不改變就無法觀察到量子系統，因此消息在傳輸的過程中，完全不必擔心竊聽者。

雖說沒有竊聽者，但是和傳統網絡一樣，如果長距離傳輸，信號是一定會衰減的，就好像家里的wifi網絡一樣，這時候中繼的作用就出來了。量子中繼器是一種小型的專用量子計算機，在這樣一個網絡的每個階段，量子中繼器必須能夠捕獲和處理量子信息的量子比特以糾正錯誤，并將其存儲足夠長的時間，以便網絡的其余部分準備就緒。

哈佛大學和麻省理工學院的研究人員研究人員將一個單獨的色心整合到了納米金剛石腔中，從而限制了承載信息的光子，并迫使它們與單個色心相互作用。然后，他們將該裝置放置在溫度接近絕對零度的冰箱中，并通過光纖電纜將單個光子送入冰箱，在那里它們被色心有效捕獲和捕獲。結果表明，該裝置可以存儲毫秒級的量子信息足夠長的時間，已將信息傳輸數千公里之外。當前，他們還在通過在真實的城市光纖鏈路中部署量子存儲器來擴展這項研究，并計劃創建糾纏大型量子存儲器網絡，并探索量子互聯網的首次應用。
（責任編輯：fqj）