研究团队朝着量子互联网的正常运行迈出了根本性的一步

世界各地正在进行量子计算和量子网络的研究，希望在未来发展量子互联网。量子互联网将是一个由量子计算机、传感器和通信设备组成的网络，它们将创建、处理和传输量子态和纠缠，预计将增强社会的互联网系统，并提供当前互联网所没有的某些服务和证券

石溪大学的一个物理学家团队及其合作者通过演示使用室温量子存储器的基础量子网络测量，朝着构建量子互联网试验台迈出了重要一步。发表在npj量子信息杂志上的一篇论文描述了他们的发现

量子信息领域本质上结合了物理学、数学和经典计算的各个方面，使用量子力学比经典计算更快地解决复杂问题，并以不可破解的方式传输信息

尽管量子互联网系统的愿景正在增长，研究人员和公众对该领域的兴趣激增，同时投资资本急剧增加，但实际的量子互联网原型尚未建成

根据石溪研究团队的说法，实现通信网络更安全、测量系统更精确、某些科学分析算法更强大的潜力的关键障碍取决于开发能够在多个节点和长距离上带来量子信息和纠缠的系统。这些系统被称为量子中继器，是当前物理研究中更复杂的挑战之一

研究人员在最近的实验中拥有先进的量子中继器容量。他们构建并表征了在室温下工作的量子存储器，并证明了这些存储器具有相同的性能，当目标是构建包括其中几个存储器的大规模量子中继器网络时，这是一个基本特征

他们通过将相同的量子态发送到每个存储器中，并对存储器的输出执行一个称为洪-欧-曼德尔干涉的过程来测试这些存储器在功能上的相同程度，这是一种量化光子特性不可区分性的标准测试

他们证明，在室温量子存储器中存储和检索光学量子位的过程不会显著扭曲联合干涉过程，并允许存储器辅助纠缠交换，这是一种长距离分布纠缠的协议，也是构建可操作量子中继器的关键

“我们相信这是朝着开发可行的量子中继器和量子互联网迈出的非凡一步，”首席作者、石溪大学总统创新奖授予教授兼分布式量子处理中心主任Eden Figueroa博士说

此外，该团队开发的量子硬件在室温下运行，大大降低了运行成本，使系统更快。大部分量子研究不是在室温下进行的，而是在接近绝对零度的温度下进行的。这对网络来说更昂贵、更慢、技术上更具挑战性。因此，室温技术是构建大规模量子网络的一种很有前途的技术

该团队不仅完成了室温量子存储器和通信的成果，还为他们的方法申请了专利。他们获得了有关室温量子存储和高重复率量子中继器的美国专利

菲格罗亚强调：“让这些量子存储器在量子水平和室温状态下协同工作，对任何规模的量子互联网都是至关重要的。据我们所知，这一壮举以前从未被证明过，我们希望在这项研究的基础上再接再厉。”，注意到他们的专利技术使他们能够进一步测试量子网络。

合著者Sonali Gera是物理和天文系的博士后研究员，Chase Wallace是博士生，他们在实验期间与Figueroa和其他同事密切合作，从某种意义上说，实验旨在有效地“放大”远距离纠缠，量子中继器的基本功能

她和Wallace补充道，该团队研究的下一步是构建和表征与量子存储器兼容的纠缠源，并设计机制来“预示”许多量子存储器中存储光子的存在