一種新的字母 用于以非?？斓牧Ｗ觼韺懭牒妥x取量子消息

量子信息依賴于在量子粒子中寫入消息并以可靠方式讀出消息的可能性。但是，如果粒子是相對論的，則意味著粒子以接近光速的速度運(yùn)動，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編寫和讀取消息，從而保證了對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：安娜和比爾想通過使用量子粒子的屬性進(jìn)行通信來交換消息，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。鑒于安娜在實驗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)電子極快地移動時，相對論地講，狹義相對論和量子物理學(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性(由于其極高的速度)而根據(jù)量子力學(xué)行為時，也可以明確地解碼由安娜撰寫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非?？斓牧孔恿Ｗ幼孕峁┝诵碌亩x。因此，它修改了Anna寫消息的方式和Bill閱讀消息的方式。這項技術(shù)的關(guān)鍵是在電子靜止時使用的標(biāo)準(zhǔn)字母和電子非常快地移動時使用的新字母之間“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：“這些結(jié)果表明，這種翻譯程序可以為相對論量子信息打開新的應(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遙遠(yuǎn)的點(diǎn)之間快速傳播。