美國也要搞量子網絡了，而且絕對安全不可破解！

美國芝加哥大學也要搞量子網絡了。

隨著資訊技術的不斷發展，黑客攻擊水準也道高一尺魔高一丈，對全世界網絡安全造成極大的破壞。僅僅在2016年，美國因安全問題造成的經濟損失就達570億美元至1090億美元。

芝加哥大學一個小組決心改變這一現狀，計劃通過量子技術來建立一個絕對安全不可破解的量子網絡。這個網絡將建在能源部阿貢國家實驗室和費米國家加速器實驗室之間，使用長度達48公里未啟用的光纜，建成後將成為世界上最長的量子物理測試鏈接之一，實驗將有來自全球的70名量子物理學家和工程師參與。

費米實驗室副主任兼首席研究官約瑟夫·萊金肯認為，這將是第一次在美國建立一個長距離的、永久的、可運行的量子隱形傳態網絡，以證明量子技術的可行性，探索量子糾纏的特性，為未來創立量子網絡鋪平路線。

這個量子網絡將不可破解，因為一旦有人試圖觀察傳輸，傳輸本身就會受到干擾，從而破壞傳輸的資訊，並向通信雙方發出警告。這個說法可能讀者朋友們都非常熟悉了，沒錯，中國的量子保密通信就是這樣的，一旦有人偷窺處於糾纏態的量子，糾纏就被破壞了。

很多國家都在搞類似美國的這種量子網絡實驗，不過芝加哥的研究人員認為，他們的實驗是獨一無二的。因為最大的中國量子網絡和其它國家的大多依靠糾纏的光子飛行比特作為攜帶密鑰的信使，通過光纜傳輸，由於光子傳播時間越長，被吸收和散射的可能性就越大，因而無法到達目的地，需要大量的中繼節點。而芝加哥的解決方案是全固態，由光子飛行比特來啟動位於量子網絡兩端的固態量子比特節點之間的糾纏，一旦它們共享糾纏量子態，就可以通過量子隱形傳態直接在彼此之間傳輸資訊。

固態量子比特基於固體中的原子缺陷，如金剛石中的氮-空位和碳化矽材料，或含有單原子雜質的稀土材料，與現代電腦中使用的材料類似。固態量子比特與光子飛行比特相比，具有穩定、壽命長的特點，容易擴展到大型系統。

目前這種系統已有不少實驗室進行測試，比如加州理工和費米實驗室的合作等，但都是小規模的，因為即使是幾公里的距離，對粒子的糾纏都是一個巨大的挑戰——糾纏的粒子不能以任何方式與環境相互作用，科學家必須克服粒子發射光子的任何損失並精確協調它們的傳輸時間。

我理解的是，芝加哥大學已經實現了飛行的光量子比特與靜止的原子量子比特之間的量子隱形傳態，並將之運用於量子網絡建設。

中國已開通了世界首條，長達2000公里的量子保密通信“京滬乾線”，並與墨子號衛星實現連接，不過看媒體介紹，中間是有32個中繼節點的，而這些節點並不是絕對安全的量子中繼，芝加哥的這個是不是就是所謂的量子中繼了呢？

不過可以肯定的是，理論已限制量子隱形傳態傳輸物質、能量和資訊，所以該量子網絡無法用於超光速通信上，也無法用於星際迷航中人體的光束傳送。本月芝加哥大學和兩個實驗室三家機構將在芝加哥量子峰會上交流，可能會有更多的發現和進展。