世界上第一次在量子计算机之间实现隐形传态

在隐形传态的突破性应用中，量子处理器的关键单元已经成功地分布在多台计算机上，证明了在不影响其性能的情况下分布量子模块的潜力。

虽然在牛津大学的一个实验室里，这种转移只发生在两米（约6英尺）的空间内，但这一飞跃足以强调通过在连接系统的“互联网”上传输量子态来扩展量子技术的可行性。

隐形传态是一种物理学上的怪僻，只有通过量子透镜才有意义，在量子透镜中，物体存在于可能的特征模糊中，直到测量过程迫使它们采用每种状态。

通过将不同物体的未确定状态以一种被称为纠缠的行为混合在一起，然后仔细选择正确的测量方法，就有可能利用这些答案迫使一段距离外的纠缠物体采用（并摧毁）原始物体的量子同一性。

它可能不是那种瞬间将乘客传送到真空空间的隐形传态，但它非常适合共享量子处理器中逻辑运算所必需的模糊信息。

“以前的量子隐形传态演示主要集中在物理分离系统之间转移量子态，”牛津大学物理学家、首席作者杜格尔·梅因（Dougal Main）说。

“在我们的研究中，我们使用量子隐形传态在这些遥远的系统之间建立相互作用。”

经典计算机使用二进制的“开或关”开关来对信息位执行一系列计算，而量子计算机使用数学上复杂的可能性分布，即量子比特，通常用不带电粒子（如带电原子）的简单特征来表示。

为了使这一过程成为现实，数百甚至数千个这样的粒子需要以一种有限的方式将它们尚未确定的状态彼此纠缠在一起，而没有侵入性的物体将它们自己的可能性编织在一起，从而扰乱计算。

将现有技术扩展到这个水平的障碍是复杂的，这些障碍需要纠错过程或屏蔽来保持微妙的量子态足够长的时间，以便对它们进行测量。

另一种解决方案是通过网络连接多个较小的处理器来创建一种量子超级计算机。虽然量子信息可以以光波的形式传输，但它的状态可能在传输过程中被不可逆地破坏，这使得它成为一个不切实际的选择。

传送需要用老式的方式接收测量数据 —— 通过可靠的二进制数据。一旦发送，接收端的操作可以调整自己的纠缠粒子，直到它看起来像原来的粒子。

在牛津大学的实验中，传送自旋态的最重要的量子模糊与原始的匹配度为86%，足以作为一个简单操作的逻辑门，称为格罗弗算法（Grover's algorithm），该算法在两个量子处理器上以71%的效率成功完成。

“通过使用光子链路连接模块，我们的系统获得了宝贵的灵活性，允许模块升级或交换，而不会破坏整个体系结构，”杜格尔·梅因说。

有了重组量子网络的选择，可以使这种技术的应用多样化，将计算机网络重新定位为可以在最基本的层面上测量和测试物理的工具。

这项研究发表在《自然》杂志上。

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