量子的故事

钻石是研究员最好的朋友

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基本上安全和私人互联网连接?这正是Qutech正在努力的索菲·赫尔曼。最近,她和她的同事在前往量子互联网的途中达到了一个新的里程碑 - 通过使用钻石。188博金宝亚洲体育

如果您在网上银行使用,或向老板发送机密电子邮件,则不说您不希望其他任何人阅读。使用Quant188博金宝亚洲体育um Internet,您可以使用基本上安全的连接,没有人能够在不受伤的情况下倾听。

但量子互联网188博金宝亚洲体育可以做得更多。“通过使用量子互联网,您188博金宝亚洲体育可以链接多个量子计算机并结合其计算能力。您可以在云中执行计算,例如开发新药,可以通过完全隐私。现在是不可能的事情“索菲说。

没有直接连接连接

索菲和她的同事最近达到了他们的量子互联网研究中的重要里程碑,现已发表在188博金宝亚洲体育科学。他们成功地连接了三个节点,建立了世界上第一个量子网络。Sophie: “A normal computer bit, used to perform calculations, is always a 0 or a 1. Quantum bits (or ‘qubits’) – the building blocks of a quantum computer – are different because they can be both 0 and 1 at the same time. Also, it is possible to entangle multiple qubits, and once entangled the qubits will always give the same outcome when you measure them. In this way you can detect if someone tries to listen in.”

将三个节点连接在一起声音简单,全球所有设备都通过Internet连接。但由于该技术仍处于早期发展阶段,因此对量子版本并不容易。

“将三个节点连接在一起声音简单,在全球全球所有设备都已通过互联网连接。但由于该技术仍处于早期发展阶段,因此Quantum版本并不容易。“Sophie和她的团队使用三个节点:Alice,Bob和Charlie(A,B和C)。“我们通过玻璃纤维连接了它们。Bob与Alice和Charlie都有一个连接,但Alice和Charlie没有直接连接。在网络中,我们可以缠绕不同的位,例如所有三个节点上的所有Qubits。而且,任何双方的所有可能组合。在鲍勃的帮助下,即使他们没有直接连接,我们也可以纠缠Alice和Charlie。甚至在这种情况下,鲍勃不能过度曝光而没有他们注意到的艾丽斯和查理!“

您可以根据Sophie将其与当前互联网进行比较。“当您发送电子邮件时,我们的计算机无法使用单个电缆直接连接到彼此,但连接通过路由器和调制解调器进行连接。我们展示了一个量子互联网,您也不需要直接连188博金宝亚洲体育接。“

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钻石

值得注意的是,钻石在这些实验中发挥了关键作用。所以,在这种情况下,钻石真的是一位研究员最好的朋友。“我们使用钻石作为一种包装材料。在钻石内,我们寻找小缺陷,一种瑕疵。这种缺陷在晶体结构中错过了几个原子,或者它们被其他类型的原子取代。我们可以用专业设备衡量和研究这些缺陷,这些缺陷内的电子是我们的Qubits,我们用于我们的实验。“

钻石不喜欢你可能从珠宝商那里购买的。索菲:“这些不是天生的宝石 - 它们是在实验室制造的。通过这种方式,我们可以调节有多少缺陷以及钻石的属性。你不需要一个全吹的宝石工厂,因为小块对我们来说已经足够了。未来的技术是优雅的,原则上的某些东西在自然界中发生。“

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未来的技术是优雅的,原则上的某些东西在自然界中发生。

研究作为难题

这种开创性的实验需要广泛的准备。该团队花了2,5年来思考所有不同的部分,提前准备和测试它们。索菲:“这是一种谜题,你自己建造并检查碎片。几乎一切都是新的,这非常有趣,但它也很难。您并不总是知道您不知道的内容,有时事情会与您所期望的内容非常不同。我的教授告诉我们我们不能称之为这些“问题”,而是需要称之为“挑战”。确实,当某些东西不像预期的时候,它起初很烦人。但是当你发现为什么以及它如何运作并提出解决方案时,这是非常有益的。你必须非常耐心地为这项工作,有很多坚持不懈。“

这是一种谜题,你自己建造并检查碎片。几乎一切都是新的,这非常有趣,但它也很难。

它也是灵活的必要条件。在她的业余时间,索菲喜欢播放棋盘游戏,如Catan:“你必须在这里战略地思考。你不断制定计划,但随后适应情况和对手正在做的事情 - 与你拥有的东西和试图扩展它。这样的棋盘游戏实际上与我们在实验室的工作方式相当。你制定计划,如果结果结果不同,那么你选择一个新的策略,最后你重复了这个过程,直到你成功。这是我对量子互联网的工作永远不会变得无聊的原因之一。“188博金宝亚洲体育

文本:罗伯特·瓦森|摄影:弗兰克·奥伯伦

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