近年來，量子網際網路的開發是全球科學家們關注的焦點，它與現有網路非常相似，但安全性更強。其中，量子金鑰的研發是熱點之一。這項技術能保證通訊的絕對安全性——一旦有入侵者竊聽，金鑰狀態會立刻改變，通訊雙方馬上便會獲知。然而，在這種系統中，金鑰的量子態必須能夠測量，但其受環境條件的影響較大，實際可行性較低。

據美國“物理學組織”網站2月13日訊息稱，中國科學家在《自然》雜誌發表論文稱，他們在一條長達50千米的盤繞光纜中成功地傳輸了糾纏態的量子記憶。該成果是量子網際網路研究領域（糾纏粒子構建網路）的重大進展——糾纏粒子對環境高度敏感，並且壽命短暫。在這項最新研究中，該研究小組成功地在相距20千米的建築物之間，以及在實驗室中長達50千米的盤繞電纜上實現了量子記憶的糾纏效應。

第一個實驗的基礎是一小團處於量子態的原子雲：一方面，它充當了一種記憶狀態；另一方面，研究人員利用光子完成了輸入和輸出操作。為了進入記憶狀態，研究人員將光子強行置入光腔中，讓其能夠與原子雲中的原子產生相互作用。記憶狀態設定完畢後，原子雲就會發射出一個光子。光子在被極化後便能夠攜帶關於記憶集合狀態的資訊。如果希望防止光子在傳輸過程中的丟失，就需要將其波長轉換為光纜通訊中常用的波長。轉換完成後，量子記憶就已經做好通過光纜傳輸的準備了。實驗證明，這個過程的有效率大約為30%。第二個實驗涉及用光子創造出的兩個量子位元記憶，然後用50千米長的盤繞光纖來進行傳輸。

儘管這兩項實驗都不太可能直接促成量子網際網路的完成，但科學家們距離這個終極目標越來越近了。

期刊編號：0028-0836

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https://phys.org/news/2020-02-quantum-memories-entangled-kilometer-cable.html