宾大团队攻克难题,量子信号首次跑进商用光纤

B站影视 电影资讯 2025-09-16 14:05 1

摘要:量子互联网离我们到底有多远?宾夕法尼亚大学的一场实验证明:它可能比想象中更接近。该团队在Verizon商用光纤网络上,实现了量子信号的首次稳定传输,并使用了传统IP协议进行通信。

量子互联网离我们到底有多远?宾夕法尼亚大学的一场实验证明:它可能比想象中更接近。该团队在Verizon商用光纤网络上,实现了量子信号的首次稳定传输,并使用了传统IP协议进行通信。

这意味着,量子信息首次突破实验室边界,进入真实网络世界,并与我们熟悉的通信协议完成了有效对接。

这次研究地点选在Verizon公司园区内,两栋建筑之间铺设着约一公里长的商用光纤。研究人员将系统暴露在真实世界中,面对温度波动、机械震动等不可控因素,测试量子信号是否具备可用性。

而实验的核心成果,是一种被称为“Q芯片”的紧凑型集成器件。通过它,量子信息不仅可以在商用光纤中传输,还能与经典数据一同被封装进标准的数据包里,用IP协议进行寻址和路由。

这意味着,量子信号第一次“合法上网”了。

从技术路径上看,这项研究并不是尝试建立一套全新的量子网络架构,而是尝试让量子信号在现有网络设施中生存下来。这种“兼容而非重构”的思路,是研究的最大亮点之一。

Q芯片的作用,就像在列车前加上一节新的车厢——量子信息藏在后头,而前面的经典光信号负责领路和导航。而研究人员发现,经典信号在传播过程中受到的干扰,和量子信号高度相似,这为不破坏量子态的“纠错”提供了可行路径。

用可以被测量的经典信号,来校准不能被碰触的量子信息,这是一个工程层面的实际突破。

项目的资深研究者冯良教授介绍,整个系统的量子保真度超过97%。这意味着在实验中,量子信号在受到外界干扰后仍能准确重构,大大增强了系统的稳定性。

在现阶段的部署中,网络连接还只是点对点,规模有限。但由于“Q芯片”采用硅材料制造,具备大规模量产的潜力,为未来的网络扩展打下了制造基础。

但也并非所有人都对这项成果持乐观态度。

有观点认为,这种在短距离、低节点密度下的实验,未必能代表量子互联网的真正能力。毕竟量子纠缠的远程维持仍是技术难题,单靠一颗芯片并不能解决量子态无法被复制的问题。

确实,目前仍无法在大范围内实现量子处理器间的互联互通。也有科学家指出,仅靠IP协议的兼容,并不能说明量子通信已具备商业部署条件。

如果将这项实验放进技术演进的时间轴上,就能看出它的意义。类似于1990年代早期互联网经历的“高校互联”阶段,这项研究所展示的,是量子互联网从“纸面设想”走入“现实跑通”的第一步。

IP协议的兼容性不仅是通信形式的统一,更意味着量子网络可以利用现有路由系统进行扩展,而不用重建全球通信基础设施。

这不是终点,但显然是一个必要的起点。

过去几年,全球范围内已经有多个团队探索量子密钥分发、量子加密等初步应用,但这些技术尚未真正解决“量子处理器间互联”这个核心问题。

而宾大团队的方案,虽未直接解决纠缠复制难题,但提供了一种“现实可跑”的架构思路,让量子信息从光纤中跑出来,跑进现实网络,跑进当前这套熟悉的互联网体系。

这次实验或许不会立刻改变通信行业的格局,但它让我们看到:量子互联网并不需要“推倒重来”,它可能就在我们脚下,沿着熟悉的光纤,一点点地生长出来。

从工程角度看,这项研究最重要的贡献,是在一个看似“不适合量子通信”的网络架构中,找到了切入点。

没有大规模重建,没有高昂成本,也没有非现实的理论假设。一颗芯片,一公里光纤,一个熟悉的IP协议,就完成了一次真正意义上的“量子上线”。

来源:老徐述往事

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