集装箱可以跨洋传递量子信息

集装箱可以跨洋传递量子信息

物理学认为,如果两个粒子在量子层面上纠缠在一起,它们就会永久地联系在一起——无论它们之间的距离有多远,一个粒子的变化都会立即影响另一个粒子。这对于快速传输远距离信息来说可能是一件很棒的事情……但前提是我们能弄清楚如何使用它。

科学家(和企业)已经在构建依赖量子纠缠的计算机。现在量子计算面临的最大挑战之一是距离。与当前的计算网络不同,量子计算目前还无法达到这一范围,因为当前的计算网络可以通过超高速电缆将信息迅速传输到数千英里之外。通过量子网络传输信息的最长距离只有 300 公里,这可能足以在某一天将信息传送到城市或地区,但对于跨国量子计算来说还远远不够,尤其是跨越海洋。

现在,科学家们认为他们可能找到了一种解决海洋问题的老式方法。这种解决方案已经在世界各地的港口投入使用:简陋的集装箱船。科学家在发表于 arXiv.org 的一篇论文中提出,使用集装箱将计算网络的关键部件从海洋的一端运送到另一端。集装箱船的功能有点像 Pony Express,但货物不是运送信息,而是略有不同:它们将移动量子物体。

量子物体可能是由钻石或硅制成的,它们会与世界各地类似物体中的其他粒子纠缠在一起。虽然量子物体本身不会占用太多空间,但保持它们的稳定(以便人们能够真正恢复信息)是一项巨大的挑战。我们目前拥有的物体只能在极低的温度下在短时间内保持粒子的安全,因此冷藏和支持基础设施将占用集装箱的其余空间。

在量子计算这个奇妙的世界里,物体本身并不包含信息。容器到达目的地后,物体便可用于即时将存储在量子比特中的信息从地球另一端的配对物体传输出去。

其他研究人员正在致力于建造中继器,这种中继器可以让所有纠缠粒子在长距离内保持完整,但它们往往是非常精密的机器——而且在海底,如果出现故障,修复它们将极其困难和不切实际。货船足够大,可以存放大量设备,而且相对容易维修。

采用货运方式,滞后不会出现在信息传输中,而只出现在运输时间中——集装箱船从海洋的一端到达另一端需要多长时间。

在这个时代,随着当日送达和无人机送货的兴起,运输速度似乎只在个人配送层面上变得更快,而货运速度似乎却慢如蜗牛。(近年来,为了减少温室气体排放,集装箱船的航行时间已大大减慢,如今的航行速度与 20 世纪的船只速度差不多。)在这种情况下,将量子物体运送到海洋彼岸可能需要数周时间。但在科学家开发出用于量子计算的水下电报电缆之前,货船即使速度缓慢,也可能是不断发展的技术领域中缺失的一环。

对于我们其他人来说,通过传统硬盘(可选间谍斗篷和铝制公文包)传输信息将是一个更实用的选择。

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