一種新的字母 用于以非?？斓牧Ｗ觼?lái)寫(xiě)入和讀取量子消息

量子信息依賴于在量子粒子中寫(xiě)入消息并以可靠方式讀出消息的可能性。但是，如果粒子是相對(duì)論的，則意味著粒子以接近光速的速度運(yùn)動(dòng)，那么標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)就不可能明確地解碼消息并且通信失敗。維也納大學(xué)和奧地利科學(xué)院的研究人員采用一種新的方法來(lái)編寫(xiě)和讀取消息，從而保證了對(duì)量子消息的可靠解碼，這些消息以極快的速度傳輸。發(fā)表在PRL期刊上的結(jié)果為量子信息和量子通信中的技術(shù)應(yīng)用開(kāi)辟了新的可能性。

讓我們想象一下以下情況：安娜和比爾想通過(guò)使用量子粒子的屬性進(jìn)行通信來(lái)交換消息，例如電子的自旋，這是粒子旋轉(zhuǎn)的固有形式。比爾需要盡快發(fā)送安娜的信息，因此安娜必須以最快的速度發(fā)送電子，該速度非常接近光速。鑒于安娜在實(shí)驗(yàn)室中將電子定位在外，因此量子物理學(xué)的基本原理之一(海森堡不確定性原理)禁止以任意精度定義電子的速度。當(dāng)電子極快地移動(dòng)時(shí)，相對(duì)論地講，狹義相對(duì)論和量子物理學(xué)之間的相互作用導(dǎo)致電子的自旋和速度糾纏。由于這種相關(guān)性比傳統(tǒng)上更強(qiáng)，Bill無(wú)法使用標(biāo)準(zhǔn)方法讀出旋轉(zhuǎn)。安娜和比爾可以改善他們的溝通策略嗎?

維也納大學(xué)的?aslavBrukner和奧地利科學(xué)院的量子光學(xué)與量子信息研究所(IQOQI-Vienna)領(lǐng)導(dǎo)的一組研究人員介紹了一種新穎的替代方法，可以替代Anna和Bill使用的標(biāo)準(zhǔn)字母。他們的技術(shù)保證了即使是粒子根據(jù)海森堡的不確定性原理和特殊的相對(duì)性(由于其極高的速度)而根據(jù)量子力學(xué)行為時(shí)，也可以明確地解碼由安娜撰寫(xiě)并由比爾閱讀的消息。

《 Physical Review Letters》雜志上提出的新穎方法為移動(dòng)非?？斓牧孔恿Ｗ幼孕峁┝诵碌亩x。因此，它修改了Anna寫(xiě)消息的方式和Bill閱讀消息的方式。這項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵是在電子靜止時(shí)使用的標(biāo)準(zhǔn)字母和電子非常快地移動(dòng)時(shí)使用的新字母之間“翻譯”消息的方式。該論文的主要作者弗拉米尼亞·賈科米尼(Flaminia Giacomini)說(shuō)：“這些結(jié)果表明，這種翻譯程序可以為相對(duì)論量子信息打開(kāi)新的應(yīng)用領(lǐng)域。” 例如，該技術(shù)在基于衛(wèi)星的量子通信中可能很有用，在該通信中，攜帶消息的粒子必須在兩個(gè)遙遠(yuǎn)的點(diǎn)之間快速傳播。