美国西北大学的工程师们乐成在现有的互联网光缆上演示了量子隐形传态，证明量子通讯和经典通讯可以共存

核心发现：

• 通过辨认低干扰波长并利用特别滤波器，该团队乐成地在一条30公里长的光缆上，与高速互联网信号同时传输了量子信息

• 这项研究简化了量子网络底子办法，并为利用现有体系实现安全、长间隔的量子毗连奠定了底子

该研究的负责人，西北大学电气工程教授Prem Kumar表现：“这令人难以置信，由于没有人认为这是大概的。我们的工作展示了一条路径，可以实现下一代量子网络和经典网络共享同一的光纤底子办法。根本上，它为将量子通讯推向新的高度打开了大门。”

量子隐形传态的原理

量子隐形传态是一种安全地远间隔共享信息的方式，无需现实传输信息自己。该过程依靠于量子胶葛，即两个粒子之间产生接洽，使得一个粒子的状态瞬间影响到另一个粒子的状态，无论它们之间间隔多远。这使得信息可以在相隔数公里的粒子之间通报，而无需直接举行物理传输

核心突破

在光通讯中，全部信号都被转换为光。传统的信号利用数百万个光粒子，而量子信息则依靠于单个光子

这项技术的核心在于“粉碎性丈量”。通过对两个光子举行粉碎性丈量——一个光子携带量子态，另一个光子与另一个光子胶葛——量子态被转移到剩余的光子上，而这个光子大概非常遥远。隐形传态允许在很远的间隔上交换信息，而不须要信息自己举行物理传输

寻衅：在交通拥堵中穿行

这项研究面对的一个重要寻衅是证明量子隐形传态可以在拥挤着传统互联网信号的光缆中工作。量子通讯中利用的风雅的单光子很容易被构成传统互联网流量的数百万个光粒子淹没。可以比作“一辆脆弱的自行车试图穿过一条拥挤的、高速行驶的重型卡车隧道。”

办理方案：

为相识决这个问题，Kumar教授和他的团队研究了光在光纤电缆中的散射方式。他们为他们的光子确定了一个不那么拥挤的光波长，并添加了滤波器，以最大限度地减少来自互联网流量的噪音。这种仔细的优化使得他们可以或许在没有干扰的环境下，同时传输量子信息和经典数据

研究职员仔细研究了光的散射方式，并将光子放置在一个散射机制最小化的关键点，发现可以在不干扰同时存在的经典信道的环境下举行量子通讯

测试与效果：

为了测试这种方法，研究职员利用了一根30公里长的光纤电缆，两端各有一个光子。他们同时通过电缆发送量子信息和高速互联网流量，并丈量吸收端量子信息的质量。效果证实，即使在互联网流量增长的复杂环境下，量子隐形传态依然有用

固然许多研究小组已经研究了光纤中量子通讯和经典通讯的共存，但这项工作是第一个展示在这种新情形下举行量子隐形传态的。这种无需直接传输即可发送信息的本领，为在无需专用光纤的环境下实行更高级的量子应用打开了大门

下一步

Kumar和他的团队的目标是在更远的间隔上扩展实验，并探索更复杂的量子技术，比方胶葛交换。这涉及到利用两对胶葛光子来扩展量子通讯网络的范围。该团队还筹划利用现实天下中的地下电缆而不是实验室控制的线轴举行实验

Kumar教授认为，这些希望可以为广泛的量子毗连铺平蹊径。量子隐形传态有本领在地理上遥远的节点之间安全地提供量子毗连，假如我们选择符合的波长，我们就不必建设新的底子办法。经典通讯和量子通讯可以共存

这项工作是朝着将量子技术集成到日常网络迈出的告急一步，使得先进的量子应用更易于得到和实用

参考：

https://opg.optica.org/optica/fulltext.cfm?uri=optica-11-12-1700&id=565936

https://news.northwestern.edu/stories/2024/12/first-demonstration-of-quantum-teleportation-over-busy-internet-cables/

https://thequantuminsider.com/2024/12/27/northwestern-engineers-achieve-quantum-teleportation-over-existing-internet-cable/