在一项新的突破中，哥本哈根大学的研究人员与波鸿鲁尔大学合作，解决了多年来令量子研究人员头疼的问题。研究人员现在可以控制两个量子光源而不是一个。对于那些不熟悉量子的人来说，这似乎微不足道，但这一巨大突破使研究人员能够创造一种称为量子力学纠缠的现象。这反过来又为公司和其他人打开了商业利用该技术的新大门。
在大多数情况下，从一到二是一个小壮举。但在量子物理学的世界里，这样做是至关重要的。多年来，世界各地的研究人员一直致力于开发稳定的量子光源并实现被称为量子力学纠缠的现象——一种具有近乎科幻性质的现象，其中两个光源可以立即相互影响，并可能跨越大片地理距离。
纠缠是量子网络的基础，也是高效量子计算机发展的核心。
今天，尼尔斯·玻尔研究所的研究人员在《科学》杂志上发表了一项新成果，他们成功地做到了这一点。根据该结果背后的研究人员之一彼得·洛达尔教授的说法，这是将量子技术的发展提升到一个新水平并“量化”社会计算机、加密和互联网的关键一步。
“我们现在可以控制两个量子光源并将它们相互连接起来。这听起来可能不多，但这是一个重大进步，建立在过去20年的工作基础上。通过这样做，我们揭示了缩放的关键提升这项技术，这对于最具突破性的量子硬件应用至关重要，”自2001年以来一直从事该领域研究的PeterLodahl教授说。
神奇的一切都发生在所谓的纳米芯片中——它的直径不比人类头发的直径大多少——研究人员近年来也开发了这种芯片。
PeterLodahl的团队正在研究一种量子技术，该技术使用称为光子的光粒子作为微型传输器来移动量子信息。
虽然Lodahl的团队是这一量子物理学学科的领导者，但到目前为止，他们一次只能控制一个光源。这是因为光源对外界“噪音”异常敏感，因此很难复制。在他们的新成果中，研究小组成功地创造了两个相同的量子光源，而不仅仅是一个。
发明背后团队的一部分。从左起：PeterLodahl、AndersSørensen、VasilikiAngelopoulou、YingWang、AlexeyTiranov、CornelisvanDiepen。图片来源：NBI的OlaJ.Joensen
“纠缠意味着通过控制一个光源，你会立即影响另一个光源。这使得创建一个完整的纠缠量子光源网络成为可能，所有这些光源都相互作用，你可以在其中执行量子位操作与普通计算机中的位一样，只是功能更强大，”该文章的主要作者、博士后AlexeyTiranov解释道。
这是因为一个量子位可以同时为1和0，这导致使用当今的计算机技术无法实现的处理能力。根据Lodahl教授的说法，仅从单个量子光源发出的100个光子所包含的信息就比世界上最大的超级计算机可以处理的信息还要多。
通过使用20-30个纠缠量子光源，有可能构建一个通用的纠错量子计算机——量子技术的终极“圣杯”，大型IT公司现在正投入数十亿美元。
其他参与者将以研究为基础
根据Lodahl的说法，最大的挑战是从控制一个到两个量子光源。除其他外，这使得研究人员有必要开发极其安静的纳米芯片并对每个光源进行精确控制。
有了新的研究突破，量子物理学的基础研究已经到位。现在是时候让其他参与者接受研究人员的工作并将其用于他们的探索中，以便在包括计算机、互联网和加密在内的一系列技术中部署量子物理学。
“对于一所大学来说，建立一个我们控制15-20个量子光源的装置太昂贵了。因此，既然我们已经为理解基础量子物理学做出了贡献并迈出了第一步，进一步扩大规模是非常重要的。一项技术任务，”Lodahl教授说。