量子學研究不斷取得突破,澳洲科學家最近找到檢測量子超距作用的可靠方法,距離實現真正的量子電腦又邁進一步。 

據《科學》近日報道,澳洲格里菲斯大學(Griffith University)的量子學家找到可靠的方法,測量一對光子發生的量子超距作用。 

光子可用於諸如「量子糾纏」(Quantum Entanglement)這樣的量子超距作用。在兩個光子之間發生量子糾纏作用時,一個位置的光子可即時影響處於其它任何位置的另一個光子狀態,而不受空間距離限制。 

目前,科學家正在利用「量子糾纏」等超距作用開發量子電腦。但是,科學家遇到的一大困難是,光子常常不能有效地穿過既定的傳送路徑而丟失,而且科學家無法有效檢測那些丟失光子的具體位置,這會產生信息傳輸洩密等一系列問題。 

格里菲斯大學的量子學家喬夫‧普雷德(Geoff Pryde)教授說:「這是現有光子量子超距作用驗證技術的缺陷。干預者很容易利用丟失光子的量子糾纏而破壞安全設置。」 

普雷德教授進一步解釋,他們的實驗可以解決這個難題,因為他們使用與眾不同的方法——量子隱形傳輸(Quantum Teleportation,也稱為量子遙傳等)來傳輸光子。之後,研究者使用量子操控(Quantum Steering)的方法驗證這些光子確實成功傳送到另一個量子通道,而不會丟失。 

而且,研究者表示,他們在與80公里通訊光纜相同的條件下,有效地檢測了光子的這些量子超距作用,這說明該方法在不良條件下也會起作用。 

量子超距作用等量子學理論遠遠超過認為時空不變的牛頓物理學,所以一直是人們關注的重大科學基本問題。 

量子超距作用不是我們三維空間的粒子所能比擬的另外時空存在形式。但是近年的研究顯示量子學理論正在變成現實的應用技術。 

這項研究的意義 不亞於登月探索

2016年8月,美國馬利蘭大學的科學家展示了世界上由五個原子離子組成的量子電腦,在激光開關操控下,其中的量子位元(Qubits,也稱量子比特)的計算精確率達到90%以上。 

澳洲科技網站ScienceAlert 2017年12月報道,澳洲新南威爾士大學(UNSW) 嘗試設計可以處理數以百萬計量子位元的糾錯編碼,利用常見的標準半導體元件製造量子電腦芯片。 

新南威爾士大學的科學家表示,此項量子電腦研究的重大意義不亞於登月探索。◇