2019-06-03 20:41:01
建立量子通信网络的最终极限

目前,敏感数据通常是加密的,然后通过光纤电缆和其他通道与解码信息所需的数字“密钥”一起发送。但是,数据可能容易受到黑客的攻击。

量子通信利用量子物理定律来保护数据。这些定律允许粒子 - 通常是光子 - 使用量子比特或量子比特来传输数据。

卓越的功能

IBM和谷歌等跨国公司正在建造具有越来越多的量子单位或量子位的中型量子计算机。

一旦它们扩大到更大的尺寸,这些设备将具有远远优于当前经典计算机的能力。例如,它们可以在几秒钟内处理极大的数字,加速许多基本的数学运算,并完美地模拟分子和生物过程。

一个挑战是将量子计算机连接在一起,以便创建互联网的量子版或“量子互联网”。

然而,一个重要但尚未得到解答的问题仍然存在:人们可以将秘密信息或量子系统从一台远程量子计算机传输到另一台远程量子计算机的最终速率是多少?

众所周知的困难

约克大学计算机科学系的Stefano Pirandola教授在通讯物理杂志上发表文章说,科学家已经回答了这个问题。

皮兰多拉教授研究了未来量子互联网的最佳工作机制,并提供了可能实现的最终秘密密钥容量。

他说:“研究量子网络是非常困难的,但最近量子信息理论中开发的数学工具使我们能够完全简化分析。

量子位

“一个突出的问题是计算可以从网络的一个用户可靠地传输到另一个用户的基本量子系统(称为量子位)的最大数量,或类似地,这些远程用户可以共享的最大完全秘密位数。

“这个数字现在有一个精确的分析公式。”

此外,该研究表明,通过网络的多个路径同时发送量子位的经典启发策略可以显着提高速率,即任何两个远程用户之间的量子通信的速度。

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