美媒：首个多节点量子网络诞生

参考消息网4月19日报道 美国《科学日报》网站4月15日发表报道称，荷兰量子技术研究中心的一个研究团队称其实现了首个多节点量子网络，该网络将三个量子处理器连接在一起。此外，他们还从原理论证的角度展示了关键量子网络协议。他们的发现标志着，人类在通向未来量子互联网的道路上达到了一个重要里程碑。全文摘编如下：

该研究结果已被发表在美国《科学》周刊上。

互联网的力量在于，它使地球上任意两台计算机都可以相互连接，从而使数十年前互联网诞生时难以想象的种种应用方式化为现实。如今，世界各地诸多实验室的研究人员正致力于开发量子互联网的最初版本——一个能够远距离连接任意两个量子设备（比如量子计算机或传感器）的网络。

朝向量子互联网的最初几步是在过去十年间迈出的，即把共用一个直接物理连接的两个量子设备相连。然而，能够通过中间节点（类似于经典互联网中的路由器）传递量子信息对于创建可扩展的量子网络而言至关重要。此外，许多有前景的量子互联网应用都要依赖纠缠的量子比特在多个节点分布。量子纠缠是在量子层面上观测到的一种现象，从根本上讲，它将粒子（不论距离远近）连接在一起。这种现象赋予量子计算机强大的计算能力，是未来在量子互联网上共享量子信息的基础资源。

上述初级量子网络由三个量子节点构成，这三个节点处于同一栋建筑物中，彼此间有一定距离。中间节点（被称为鲍勃）与两个外部节点（分别被称为爱丽丝和查理）之间存在物理连接，这样就为在每个节点之间建立纠缠连接创造了条件。鲍勃额外配备了一个可用作存储器的量子比特，这样一来，当新连接建立时，之前生成的量子连接就可以被存储起来。在建立起爱丽丝-鲍勃和鲍勃-查理的量子连接后，在鲍勃处进行的一套量子操作将这些连接转化为爱丽丝-查理的量子连接。还有一种选择是，在鲍勃处进行另一套量子操作，在全部三个节点之间实现量子纠缠。

首个基于纠缠的量子网络为研究人员提供了开发和测试量子互联网硬件、软件和协议的独特测试平台。研究团队负责人罗纳德·汉松说：“未来的量子互联网将由无数量子设备和中间节点组成。量子技术研究中心的同事们已经在研究未来（该网络）与现有数据基础设施的兼容性了。”

研究人员将把重点放在给三节点网络增加更多量子比特和添加更高级别的软件和硬件层上。研究团队成员、博士生马泰奥·蓬皮利说：“一旦所有用于运行该网络的高级控制和接口层都被开发出来，任何人都将能够编写并运行网络应用程序，而无需了解激光和低温恒温器是如何工作的。这是最终的目标。”

荷兰量子技术研究中心的科学家正在他们构建的多节点量子网络的其中一个节点工作。（荷兰代尔夫特理工大学网站）