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20.06.2026
19:35

量子网络突破:科学家首次实现三个远程原子量子比特的纠缠

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量子计算又迈出了重要一步。杜克大学与IonQ公司的研究团队宣布,成功构建了首个基于独立原子量子比特的全分布式三节点量子网络。这一事件标志着通往实用量子互联网和模块化量子计算机的关键阶段。

核心突破在于,通过光子通道连接三个远程量子节点,形成了所谓的"三方纠缠态"(GHZ态)。量子纠缠是一种现象,其中一粒子的状态变化会瞬间影响另一粒子,无论距离多远。此前,类似效应仅在双节点或其他物理平台上得到验证,而这是首次在可独立控制和扩展的原子量子比特上实现。

为何改变游戏规则

量子计算机开发者面临的主要难题是扩展性。制造一个无重大错误且无硬件限制的巨型量子处理器几乎不可能。因此,越来越多专家押注模块化架构:用光子连接多个量子节点组成网络,而非单一芯片。这类似于经典互联网的演进——计算能力分布在数千台服务器之间。

新实验直接验证了这一方法的可行性。科学家证明,独立原子存储器能通过光子连接形成共享量子态,同时保持高操作精度。测试中,纠缠态的保真度达到84%–88%。此外,首次实现了对全分布式多分量量子态的"探测漏洞"闭合,并验证了Mermin不等式——量子真实关联的核心测试之一——的破坏。

通往量子互联网之路

这项研究延续了IonQ在光子量子连接领域的系列探索。此前,该公司已展示过两个远程离子系统间的纠缠,如今将架构扩展至三个完整节点。尽管距离商业应用尚远,此类实验仍是未来分布式量子计算机、安全通信网络乃至量子互联网的基础构建模块。

我的专家观点:在三节点网络中实现84%–88%的保真度是超预期的重大成果。尤其"探测漏洞"的闭合,消除了对量子效应真实性的关键疑虑。我们正目睹量子网络从理论模型走向工程现实,这预示着安全通信与分布式计算领域的革命。