中国科大实现量子网络跨节点散粒噪声极限相位锁定

想象一下，你和好朋友住在两座相隔很远的山上，只能用手电筒一闪一闪地传暗号。如果你们俩的“节拍”对不上，暗号就会读错。最近，中国科学技术大学的潘建伟、张强等人，和济南量子技术研究院的陈玖朋等人合作，就干了这样一件“隔空对表”的大事——他们让两台相隔很远的量子机器把节拍对齐了，而且准得几乎不能再准。 在量子世界里，“对表”有一个专门的说法，叫“相位锁定”。你可以把它想成两个小朋友一起唱歌：只有每句歌词的拍子踩在同一个点上，歌声才整齐。光的“拍子”，就是它的波峰和波谷有没有对齐。 那为什么这件事特别难呢？因为光是由一个个小光粒组成的，就像数雨滴一样，你数得再认真，雨滴落下来也总有一点小小的随机抖动。这种“天然的抖动”有个名字，叫散粒噪声极限。科学家们这次把精度做到了这个极限——意思就是，已经达到教科书上所说的“能做到的最好水平”了。 他们是怎么做到的？有两招。第一招叫“多波长联合相位锁定”：不用一种颜色的光，而是让好几种不同波长的光一起去“对表”，就像用好几只颜色不同的小灯笼一起打信号，比只用一只更稳、更不容易出错。第二招叫“贝叶斯相位估计”：这是一种聪明的估算方法，就像一个玩猜数字的游戏，每得到一条新线索，就把答案修正得更接近正确。 “跨节点”又是什么意思呢？网络就像一张大网，网上一个个绳结就是“节点”。这次研究让分处不同节点的两台装置也能对上节拍，为将来搭建更大的量子网络打下基础。也许有一天，用这种网络传消息，谁偷偷看了一眼，都会被立刻发现呢！