科学家们正在逐步实现超安全、超高速的量子互联网：他们现在已经能够将高保真的量子信息 "传送"到44公里外的地方。

当想建立一个真实的，有效的量子互联网时，数据保真度和传输距离都是至关重要的。而在这两者中的任何一个取得进展，都是值得我们这些正在建立下一代通信网络的人庆祝的。

该研究团队的量子信息达到了大于90%的保真度（数据准确度），以及可以通过我们现有互联网中的广泛光纤网络发送信息。

"我们对这些结果感到兴奋，"来自位于加州理工学院（Caltech）的费米实验室粒子物理和加速器实验室的物理学家Panagiotis Spentzouris说。

"在建立一种重新定义我们全球通信技术的道路上，这是一项关键成就。"

量子互联网技术使用的是qubits；一种无法被完全测量的粒子，它们像一直在旋转的骰子一样保持混沌态。

而相互引入的一对qubits的状态，则会以一种'纠缠'的方式变得明确。我们可以将这些纠缠在一起的qubits想象成一对骰子--虽然每一个都可以落在任何数字上，但无论相隔多远，它们相加的和都一直是7。在这种条件下，一个位置的数据会立即反映出另一个位置的数据。比如当我们确定其中一个骰子是3时，显然就可以立即知道另一个是4.

这样，通过巧妙地安排纠缠三个qubits，可以通过它们相互纠缠的伙伴，先迫使一个粒子的状态发生改变，则另一个粒子就不得不"掷骰子"。在量子领域，这就好比把一个粒子变成另一个粒子，一眨眼就把它的身份传送到远方。

不过，这种纠缠关系仍然需要在一开始就建立起来，然后在通过光纤（或卫星）将qubits发送到最终目的地。

然而，量子信息的不稳定、微妙的性质使得将纠缠光子长距离传送，而同时又不产生干扰是很困难的。更长的光纤就意味着更多的干扰因素，更可能去打乱这种纠缠态。

总的来说，本次试验中，我们用于引导每个立方体的光纤长度加起来有44公里，为发送纠缠态量子并仍然成功使用它们传送量子信息的距离设定了新的限制。

此前从未被证明可以在如此长的距离上以如此精确的方式工作，这代表着创立一个城市规模的量子网络更接近成功了，当然要实现这一点还有多年的工作。

"通过这次演示，我们开始为芝加哥地区城域量子网络的建设打下基础。"Spentzouris说。

量子纠缠和数据远程传输是一门复杂的科学，甚至连专家们都没有完全确定我们最终会如何将其用于量子网络中。不过我们得到的每一个概念也都证明，我们离实现这样的网络越来越近了。

除了有望在速度和计算能力上有巨大的提升，量子网络还将是超安全的。当然至少到目前为止，科学家们认为量子互联网网络将作为经典互联网的某些领域上的扩展，而不是完全替代。

研究人员正在从各种不同的角度解决量子互联网问题，这也是为什么你会看到目前研究进度中提到的各种距离--他们并不是都在测量相同的技术，使用相同的设备，测试相同的标准。

这项研究的特殊之处在于量子纠缠传送的精度和距离，以及所使用的'现成'设备--理论上，利用我们已经有的硬件来扩展这项技术应该是比较容易的。

"我们非常自豪地在可持续、高性能和可扩展的量子传送系统上取得了这个里程碑，"来自加州理工学院的物理学家Maria Spiropulu说。

"随着我们预计在2021年第二季度完成的系统升级，结果将进一步提高。"

该研究已发表在PRX量子杂志上。