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>vwinchina德赢>简化量子信息传输

A tele-meeting with the results: from left, William J. Munro, Nicol� Lo Piparo, Kae Nemoto, Michael Hanks, and Claude Gravel.  CREDIT Kae Nemoto, Global Research Center for Quantum Information Science, the National Institute of Informatics in Japan
A tele-meeting with the results: from left, William J. Munro, Nicol� Lo Piparo, Kae Nemoto, Michael Hanks, and Claude Gravel. CREDIT Kae Nemoto, Global Research Center for Quantum Information Science, the National Institute of Informatics in Japan

抽象:
因为我们知道它的量子领域拥有通信技术的关键在于下一次革命。随着前所未有的性能和坚不可摧的安全承诺,量子技术是采取了第一步往的应用,如尚未高度加密几乎快如光金融交易的最终目标。然而,对于量子计算机彼此通信的能力已被用于这种交换所需的资源的限制,约束可以交易的信息的量,以及它可被存储的时间量。

简化量子信息传输

日本东京|发表于2020年7月17日

总部设在日本的研究人员已经迈出解决这些资源限制的重要一步。他们发表在5月27日物理评论快报他们的研究结果。

“为了远程量子计算机连接在一起,我们需要把它们之间执行量子机械操作在很长的距离的能力,同时保持其重要的量子相干性,”恺Nemoto的教授,全球研究中心量子信息的论文作者和导演说科学情报处的日本综合研究所(NII)。

“然而,有趣的是,量子计算机已经出现在规模小,量子通信技术仍停留在设备层面,并没有被整合到一起,实现通信系统。在这项工作中,我们展示了一个路由转发。”

量子信息需要来自噪声的周围的显著量,以及作为信息的倾向保护从初始消息丢失。这种保护过程被称为量子误差校正,其缠在许多量子位一条信息,量子信息的最基本单元。想象撕成九片,各放置在一个信封的信,与发送到相同目的地被重新组装和读取的每个信封。在量子世界中,信封通过光子邮寄和有足够的信息,每个信封中重新创建整个信如有信封丢失或者损毁。

“开销从噪声和损失保护量子信息将是大的,和所需设备的大小来实现,这将导致严重的问题,因为我们已经开始在今天的量子计算机的发展看,” Nemoto的说。“作为实现量子网络在全球范围内发生的努力,它认为它是一个系统,而不是简单的设备是非常重要的。”

Nemoto的和她的团队解决使用称为量子复用过程中,他们在减少,不仅噪音这个问题,但还需要发送的信息资源的数量。在复用,该信息包含在两个单独的光子内组合成一个光子,像在组合被发送两个包络,所以信息仍然单独保护,但是需要用于传输只有一个邮票。

“在这个系统中,量子纠错将起到至关重要的作用,不仅保护了量子信息传输,同时也为显著减少必要的资源,以实现任何一项任务需要,”论文合着​​者威廉·蒙罗,一说研究员NTT基础研究实验室。“量子复用使显著资源减少,而不需要新技术用于这种量子通信装置被开发出来。”

研究人员目前正在扩展他们的工作,以大型量子复杂的网络场景。

“量子革命使我们能够设计和创造新技术,以前在我们的古典世界认为不可能,” Nemoto的说。“小规模的量子计算机已经显示运算性能比今天最大的超级计算机比较好,然而,许多其他形式的量子技术不断涌现,最深刻的一个可能是量子网络 - 今天的互联网的启用量子版本 - 这将让我们的网络设备连接在一起,包括量子计算机。”

接下来,研究人员将建立在他们已经采取增加信息的数量和储存时间的第一步。

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这项工作由日本学术振兴和约翰·邓普顿基金会的部分得到了支持。

Other contributors include Nicol� Lo Piparo, Michael Hanks, Claude Gravel and William J. Munro, all of whom are affiliated with the National Institute of Informatics. Munro is also affiliated with the NTT Basic Research Laboratories and the NTT Research Center for Theoretical Quantum Physics.

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关于信息和系统研究机构(投资回报)
ROIS是四个国家研究所(极地研究的研究所,国立情报学研究所,统计数学研究所和国立遗传学研究所)和联合支持,中心数据科学研究上级组织。这是ROIS的使命,以促进综合,前沿研究超越这些机构的障碍,除了有利于他们的研究活动,为大学间研究机构的成员。

关于信息学研究所(NII)

NII是日本唯一的学术研究机构,致力于信息学的新学科。它的使命是在信息学,以“创造未来价值”。NII开展双方长期基础研究,旨在解决在广泛的信息学的社会问题实证研究的研究领域,从基础理论到最新的主题,如人工智能,大数据,物联网和信息安全。

作为一个大学间研究所,国家信息基础设施建造和运营的学术信息基础设施必不可少整个学术界(包括科学信息网络)的研究和教育活动以及发展服务,例如,使学术内容的提供和服务平台。https://www.nii.ac.jp/en/

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