我研制出世界上第一個量子路由器并成功演示
近日，第十六屆量子信息處理國際會議(Quantum Information Processing 2013, QIP2013)在京召開。記者從會議上獲悉，我國在全量子網絡研究領域取得關鍵技術突破，研制出世界上***個量子路由器并在實驗室成功演示。
量子路由器是全量子網絡中一個重要的量子器件。該研究基于973計劃重大科學問題導向項目全量子網絡項目，由著名計算機專家、圖靈獎得主、清華大學交叉信息研究院教授姚期智領軍。據悉，前不久，姚期智團隊***在實驗中演示了全量子路由器，實現了量子控制信號控制量子信號所經的路徑。美國《連線》雜志稱，科學家利用基于糾纏光子的量子路由器展示量子網絡，清華大學的科研人員建造了世界上***個量子路由器。
據了解，在全量子網絡項目中，姚期智團隊采用基于離子阱的全量子網絡方案。在全量子網絡、離子阱量子存儲器和計算節點、遠程離子糾纏等方面開展研究工作并有很好進展。量子網絡對于量子通信、大型量子計算的實現具有至關重要的作用。他透露，將在未來兩年建成基礎性全量子網絡雛形。此外，他的團隊還基于離子阱技術，提出一種實現新型的時空晶體的方案，即使在能量最小態，這個晶體也會永遠轉動。來自美國的諾貝爾物理獎獲得者維爾切克稱：“這一工作探索了一種新的物質形態，可能會帶來出乎意料的研究方向。”
量子信息處理國際會議是量子信息領域的***國際會議，1998年***在丹麥奧胡斯大學舉辦，每年召開一次。今年是該會議***在中國舉辦，展示了我國在國際量子信息領域的地位。來自中國、美國、瑞士等國的300余位學者參加了為期5天的會議。大會議題涵蓋量子計算的理論問題、量子密碼相關領域的熱點議題以及其他延伸涉及的相關物理問題。
名詞解釋：
量子通信保密技術
量子保密通信技術基于量子力學原理，能確保兩地之間密鑰分配的絕對安全性，從而保證了通信的絕對安全。量子信號在商用光纖上傳輸的不穩定性是量子保密通信技術實用化的主要技術障礙;而量子信號的絕對安全的路由問題則是實現量子通信網絡的主要難題。因此，從根本上解決光纖傳輸的穩定性問題和光纖網絡的量子路由問題一直是國際學術界的兩大研究熱點和難題。
通信網絡
早在2004年，郭光燦院士領導的中科院量子信息重點實驗室發明了新型的光學干涉環，從根本上解決了光纖傳輸的穩定性問題，并在北京與天津之間實現了世界上最遠距離125公里商用光纖的量子密鑰分配，有力地推進了量子密碼技術的實用化。該技術方案已被國際量子密碼研究的主要單位和公司廣泛采用;2007年3月，郭光燦研究團隊發明了量子路由器，解決了量子信號在網絡中自動尋址的難題，并北京商用光纖上實現了40公里范圍內四用戶的城域量子通信網絡，完成了世界上***無中轉、任意互通的量子密碼通信網絡;在國際上首先在實際地下光纜中進行了誘騙態量子密鑰分配實驗，安全通信距離達到32公里。
量子計算
從理論上講，一個250量子比特(由250個原子構成)的存儲器，可能存儲的數達2的250次方，比現有已知的宇宙中全部原子數目還要多。無論在基礎理論還是在具體算法上，量子計算都是超越性的。因此，對量子計算的相關研究及量子計算機的具體研制已成為世界科學領域最閃亮的“明珠”之一。比如，美國國防部對此就給予了高度重視，國防高級研究計劃署(DARPA)專門制定了名為“量子信息科學和技術發展規劃”的研究計劃，其對外公開宣稱的目標是，若干年內要在核磁共振量子計算、中性原子量子計算、諧振量子電子動態計算、光量子計算、離子阱量子計算及固態量子計算等領域取得重大研究進展。
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