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[科技新闻] 这个猛,我国研制出世界上第一个量子路由器并成功演示

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发表于 2013-1-24 13:19 | 显示全部楼层 |阅读模式

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记者从1月21日在京开幕的第16届量子信息处理国际会议上获悉,我国在全量子网络研究领域取得关键技术突破,研制出世界上第一个量子路由器并在实验室成功演示。量子路由器是全量子网络中一个重要的量子器件。该研究基于973计划重大科学问题导向项目全量子网络项目,由著名计算机专家、图灵奖得主、清华大学交叉信息研究院教授姚期智领军。

据悉,前不久,姚期智团队首次在实验中演示了全量子路由器,实现了量子控制信号控制量子信号所经的路径。美国《连线》杂志称,科学家利用基于纠缠光子的量子路由器展示量子网络,清华大学的科研人员建造了世界上第一个量子路由器。

      据了解,在全量子网络项目中,姚期智团队采用基于离子阱的全量子网络方案。在全量子网络、离子阱量子存储器和计算节点、远程离子纠缠等方面开展研究工作并有很好进展。量子网络对于量子通信、大型量子计算的实现具有至关重要的作用。他透露,将在未来两年建成基础性全量子网络雏形。此外,他的团队还基于离子阱技术,提出一种实现新型的时空晶体的方案,即使在能量最小态,这个晶体也会永远转动。来自美国的诺贝尔物理奖获得者维尔切克称:“这一工作探索了一种新的物质形态,可能会带来出乎意料的研究方向。”

      量子信息处理国际会议是量子信息领域的顶级国际会议,1998年首次在丹麦奥胡斯大学举办,每年召开一次。今年是该会议首次在中国举办,展示了我国在国际量子信息领域的地位。来自中国、美国、瑞士等国的300余位学者参加了为期5天的会议。大会议题涵盖量子计算的理论问题、量子密码相关领域的热点议题以及其他延伸涉及的相关物理问题。

《科技日报》(2013-1-24 一版)
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发表于 2013-1-24 13:23 | 显示全部楼层
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发表于 2013-1-24 13:30 | 显示全部楼层
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发表于 2013-1-24 13:50 | 显示全部楼层
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发表于 2013-1-24 14:06 | 显示全部楼层
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 楼主| 发表于 2013-1-24 14:09 | 显示全部楼层
irvine 发表于 2013-1-24 13:06
表示不懂,不过听起来很厉害

现在流行说

虽不明但觉厉
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发表于 2013-1-24 14:13 | 显示全部楼层
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 楼主| 发表于 2013-1-24 14:26 | 显示全部楼层
在奇特的量子世界里,量子存在一种奇妙的“纠缠”运动状态。中科大量子信息实验室教授彭承志愿意将一对纠缠状态下的光子比作有着“心电感应”的两个粒子。再用个更贴切的比喻,纠缠光子就好像一对“心有灵犀”的骰子,甲乙两人身处两地,分别各拿其中一个骰子,甲随意掷一下骰子是5点,与此同时,乙手中的骰子会自动翻转到5点。

事实上,乙甚至根本不需要知道也不能查看自己手中究竟握着几点。因为在物理学上,每一次对纠缠光子的测量都会破坏原有的状态,“就像冰淇淋,你必须尝一口才知道它的味道。但当你尝了一口时,冰淇淋就已经发生改变。”一个专业人士这样解释。

因此,甲只需要通过电话、短信等渠道告诉乙,自己刚刚掷出了5点。乙即便不用摊开手掌,也可以知道自己手边这个“心电感应”的骰子也成了5点。

这听起来就像一场魔术表演。只是,甲和乙之间传送的只是类似“转成5点”之类的信息,而不是实物。
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发表于 2013-1-24 14:33 | 显示全部楼层
李伯凌 发表于 2013-1-24 13:26
在奇特的量子世界里,量子存在一种奇妙的“纠缠”运动状态。中科大量子信息实验室教授彭承志愿意将一对纠缠 ...

还是不懂。 偶智商估计不够。
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发表于 2013-1-24 14:36 | 显示全部楼层
表示只知道原子分子电子中子质子,不懂神马是量子。
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发表于 2013-1-24 14:37 | 显示全部楼层
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发表于 2013-1-24 14:37 | 显示全部楼层
李伯凌 发表于 2013-1-24 13:26
在奇特的量子世界里,量子存在一种奇妙的“纠缠”运动状态。中科大量子信息实验室教授彭承志愿意将一对纠缠 ...

“心电感应”是如何传导的呢?
这个路由器就是解决这个传导的问题的?
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发表于 2013-1-24 14:44 | 显示全部楼层
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发表于 2013-1-24 14:54 | 显示全部楼层
只听说过量子信息加密原理,任何尝试解密的企图都会改变信息的量子态从而让发信人察觉
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 楼主| 发表于 2013-1-24 15:00 | 显示全部楼层
irvine 发表于 2013-1-24 13:36
表示只知道原子分子电子中子质子,不懂神马是量子。
  1. 量子通信并不是说利用“量子”来进行通信。量子纠缠态粒子可以是原子也可以是光子,甚至还可以是电子。而且处于纠缠态的也未必一定是两个粒子,也可以是4个6个甚至8个,但是不管怎么说,一定是双数。
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 楼主| 发表于 2013-1-24 15:01 | 显示全部楼层
这里我不得不提一下中国科技大学的潘建伟教授。潘教授本人其实就是中科大的校友,其于1987年考入中国科技大学近代物理系,先后获学士、硕士学位。1996年赴奥地利因斯布鲁克大学攻读博士,毕业后直接被维也纳大学聘为研究员。2003年他被奥地利科学院授予Erich Schmid奖。此奖为奥地利科学院授予四十岁以下的青年物理学家的最高奖,两年一度,每次一人。2004年他又在欧洲连续获得3项研究大奖:欧盟的玛丽·居里奖,奖金115万欧元;洪堡基金会索非亚奖,奖金105万欧元;德意志研究联合会尼托奖,奖金113万欧元。2005年6月,获得欧洲物理学会2005年度菲涅尔奖(欧洲物理学会菲涅尔奖以19世纪最伟大的光学家菲涅尔命名,每两年颁发一次,主要授予在量子电子学和量子光学领域做出杰出贡献的青年科学家)。
在潘教授在国外的学术事业如日中天的时候,他却毅然决然地回到了国内,回到了母校。更难能可贵的是,他甚至带回了整个研究团队和一整套的研究器材,使我国的量子信息领域研究直接达到国际领先水平。
这里还有两个关于潘教授的小故事:第一个是曾经有人质问过潘教授:“既然你想要回报祖国,回报母校,为什么不早一点回来呢?”潘教授风趣的打了一个比方:“我早有想要组建一个科研小组的想法,这就像做一道菜,做这道菜需要很多原料和材料,这些年我一直在四处搜集这些原料,现在原料收集齐了,我也能做这道菜了。”
另一个故事颇有传奇色彩,说的是潘教授在国外招募科研小组人才时(就是潘教授说的收集做菜原料),看中了某一华人科学家,可又担心这位科学家不愿归国进行科学研究。某次在一酒会上,潘教授结识了一位女士,二人一见如故详谈甚欢。交谈中潘教授得知这位女士竟然就是那位科学家的妻子,于是将自己的想法告诉了女士,女士应当是为潘教授的学识和精神所打动,回家后力劝自己的丈夫加入了潘教授的团队,潘教授最终成功挖到了一名人才。
潘建伟教授能放弃国外优越的科研和生活条件(诸位可知当今国内的科研环境和国外基本没有可比性),回到祖国报效国家,这是一种什么样的精神?如今,能有像潘教授这样的学识和抱负的科学家,真的不多了。

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 楼主| 发表于 2013-1-24 15:04 | 显示全部楼层
ooooo 发表于 2013-1-24 13:37
“心电感应”是如何传导的呢?
这个路由器就是解决这个传导的问题的?

无需传导,不要介质,心电感应是基于量子纠缠态的无延时状态联动的基础上。
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发表于 2013-1-24 15:10 | 显示全部楼层
李伯凌 发表于 2013-1-24 14:04
无需传导,不要介质,心电感应是基于量子纠缠态的无延时状态联动的基础上。

我还是似懂非懂。
已知世界有类似例子吗?还是只开动用想象力了?
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 楼主| 发表于 2013-1-24 15:25 | 显示全部楼层
amarob 发表于 2013-1-24 13:54
只听说过量子信息加密原理,任何尝试解密的企图都会改变信息的量子态从而让发信人察觉
是量子通信也好普通的无线电通信也好,观察的不是信号传输的过程,而是传输的结果。
对于无线电通信来说,不是观察无线电波如何在空间中以电场与磁场切换的方式传递,而是在接收位置观察接收到的无线电波的状态变化,然后将其还原为模拟信号或数字信号,从而获知传输的内容。
量子通信也是如此,观察的不是粒子状态空间中的传输过程,而是眼前的这一半纠缠态粒子的状态变化。在没有受到外来干扰的情况下(观察也是一种干扰),粒子的状态就是没有状态,虚无而不存在。而在持续观察的情况下,粒子会持续的保持一种状态,除非你再施加另外一种干扰,使其状态发生改变。而对于量子纠缠态的粒子来说,对其中的一半施加外力干扰改变其状态时,在观察者眼中,另外一半粒子会在没有受到额外外力干扰的情况下突然发生状态改变。于是由此观察者就可以知道,必然是另外一半粒子受到了额外的外力干扰,发生了状态改变,所以这一半粒子才会随之发生改变。而基于这一点,就可以进行远距离通信了。
比如,事先约定粒子左旋代表0,右旋代表1。现在,发送端想发送一个字母A给接收端。那么首先发送者根据二进制代码表对字母A进行编码,字母A的二进制代码是01000001,根据事先的约定,发送者通过施加干扰,让他这边的粒子进行8次状态改变,左右左左左左左右。那么持续观察另外一半粒子的接收端就会发现,自己这边的这一半粒子在没有受到任何外来干扰的情况下突然自发的进行了8次自旋方向的改变,左右左左左左左右,根据事先约定,这代表01000001,而根据二进制代码表翻译之后就会知道,这就是字母A。于是就完成了从发送端向接收端发送字母A的通信过程。

就是说如果有人非法观测,相当于又多了一个干扰,本来发的是A,增加一个外力后,可能解出来就变成B了。
我是这么理解的。

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发表于 2013-1-24 16:16 | 显示全部楼层
随着科学发展以后新的更微小的粒子或量子还会被发现和应用,那些所谓唯物与唯心的界限将逐渐模糊化。
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发表于 2013-1-24 16:51 | 显示全部楼层
1、量子不是指组成某种物质的基本粒子,它是指某种物理量的最小单位。所以有光量子,波量子等不同的量子。量子这个理论存在有两个前提:
     a、我们认定某些物理量的变化是跃进式的而不是连续的。
     b、量子是不可再分割的。
2、纠缠态是量子态中的一种,简单的理解为无论相隔多远的一对粒子,对其中一方粒子的影响会同时作用于另一方粒子。原理不明,很有可能找到其原理的一天就是经典物理学崩塌的一天,也是人类科学革命性进步的一天,跟发现地球是圆的,太阳并非宇宙中心,万有引力的存在一个量级。
3、量子路由器离量子计算机还差得远,远得很,量子路由器本身还需要定义,它甚至根本还算不上是量子设备。
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发表于 2013-1-24 17:09 | 显示全部楼层
李伯凌 发表于 2013-1-24 13:26
在奇特的量子世界里,量子存在一种奇妙的“纠缠”运动状态。中科大量子信息实验室教授彭承志愿意将一对纠缠 ...

还是不懂,不过听起来很厉害的说!
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发表于 2013-1-24 17:23 | 显示全部楼层
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发表于 2013-1-24 18:57 | 显示全部楼层
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发表于 2013-1-26 19:12 | 显示全部楼层
以前只在科幻片里看到过这个。没想到真的实现了。 听起来还是很科幻。
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发表于 2013-1-27 03:42 | 显示全部楼层
东墙东墙东东墙 发表于 2013-1-24 16:51
1、量子不是指组成某种物质的基本粒子,它是指某种物理量的最小单位。所以有光量子,波量子等不同的量子。量 ...

量子的世界已经打开大门,现代科学观念是因为人们的恐惧而一直放不下。那一天我想不光是物理学崩塌的一天,更是这个资本社会结构崩塌的一天。

另外,古老的智慧中对量子的解释已经很全面。但是被神奇化到大多人觉得那是迷信 呵呵
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发表于 2013-1-27 03:46 | 显示全部楼层
ooooo 发表于 2013-1-24 14:37
“心电感应”是如何传导的呢?
这个路由器就是解决这个传导的问题的?

为什么又要外求?? 既然你的心能做到!他不是解决这个的问题,而是一种物质的拷贝,就像电脑之于人脑,但还不及百万分之一。
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发表于 2013-1-27 03:47 | 显示全部楼层
amarob 发表于 2013-1-24 14:54
只听说过量子信息加密原理,任何尝试解密的企图都会改变信息的量子态从而让发信人察觉

谢谢信息! 又证明了一部分。 如果允许,人们是不需要语言的,也不会产生误解 不会有战争。。。
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发表于 2013-1-27 03:50 | 显示全部楼层
cxclm 发表于 2013-1-24 16:16
随着科学发展以后新的更微小的粒子或量子还会被发现和应用,那些所谓唯物与唯心的界限将逐渐模糊化。

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