假如你刚刚截获了英特尔，现在你必须将资料传回中央情报局，你拥有最新的加密技术，但网络仍有可能遭到入侵，而且你还蒙在鼓里，你敢冒险吗？该样的场景可能来自间谍惊悚片或视频游戏，想必你在电影中也多次看见。但实际上并非完全荒谬，全球的科学家正致力于解决这个难题。

普林斯顿大学和澳大利亚国立大学的物理学家们取得了一些进展，在一篇发表在《自然物理》杂志的文章中，他们宣布他们更接近，远距离量子互联网成为现实的目标了。额，你可能不太懂，我们回头来看看量子互联网到底是什么。

量子互联网，也就是利用微小粒子对信息编码，这可能会是实现绝对安全信息传输的最佳手段，你也许听说过量子计算，即利用量子比特或量子位来取代我们常规计算机中使用的0和1，量子位的特别之处就在于它们基于粒子的物理特性，如电子自旋。电子自旋方向分为上或下，但由于这是量子力学，量子力学不仅复杂而且难以想象。它的自旋方向是可以同时上下的，这就是所谓的叠加。像电子或光子这样的粒子可以同时处于两种相反的状态，在我们日常生活世界中这是说不通的，但是这仅仅是奇特的量子力学的冰山一角。

在微粒的尺度上，经典的科学原理开始崩塌，事情在看似不可能的情况下发生着，但基于大量的实验与数学推导，我们知道它们确实正在发生。所以，即使我们的大脑很难理解它，我们也必须接受，粒子可以同时处于两种截然相反的状态。借助量子计算机，借助它的奇怪特性，我们将收获两大好处。首先一个量子位比一个传统的比特位可以编码更多的信息。

例如两个传统的比特位可以表示四种，可能值00 01 10或11。然而每个量子位可以同时是0和1，所以两个量子位可以一次表现四种组合，如果继续增加量子位数目，你能够存储和处理的信息量将会飞速增长，用一台300量子位的计算机，你能同时进行超过宇宙中总原子数的运算，基本上一个足够大的量子计算机将比我们使用常规设计最好的常规超级计算机还要强大的多，这就是为什么物理学家们自从意识到它在理论上可行后，便一直在设法实现它的原因。

量子计算机的第二大优势是你可以利用量子位以绝对安全的方式来发送信息，当你对信息进行加密的时候，你可以将其打乱，以便当你发送信息时，任何收听的人都无法破译信息。但对于你想要发送的那个人，也就是你实际希望读取它的那个人，需要将信息解码，所以你可以向他们发送解码的密钥。问题是如果有人窃听了密钥，他们同样可以解密信息，密码学家尝试了很多方法来解决这一问题，但是它们都存在缺陷，理论上这些方法最终都会被破解。而另一方面量子计算或可成为完美的解决方案，因其有另一奇怪的特性，那就是当你测量像电子自旋之类的东西时，测量的这一行为实际上将改变电子的某些特性，所以如果你用量子卫向你朋友李华发送一个密钥，你的死对头小明在它们达到李华之前将其截获下来。李华和你都能发现，在李华收到它之前有人打乱了量子位。换句话说，没有人能够在你不知晓的情况下窃听你的密钥，这是一种新型加密方式，我们可以好好利用它。

但这也意味着需要多台量子计算机，并将它们进行远距离连接，基本上我们要建立的是一个量子互联网，这就是这项新研究的用武之地。我们已经搭建了庞大的全球光纤网络，因此在构建未来的无线网络时，我们将其搭建在现有的基础设施上将会很棒。光纤电缆会是个不错的选择，因为你可以使用光子作为量子位。但其中也有两大挑战，首先要使用这些光缆，你需要传输具有特定波长的光子，其次量子位非常敏感，如果在传输信息之前有任何东西扰动了粒子，你将会丢失数据，所以你必须保证量子位的稳定。

我们已经发现如何利用特殊材料来储存量子信息，足够长的时间以使其通过一个网络，但它们的工作波长与我们的光缆不兼容，而那些与光缆兼容的材料只能存储不足一秒的信息，这就有点太短了。为了解决这个问题，澳大利亚团队希望找到一种方法来延长这一时间，所以他们开始尝试用含有铒的晶体做实验。铒是一种稀土金属，而含铒离子的晶体可以在与光缆匹配的波长上工作，但它只能存储短脉冲的量子信息，为了延长这一时间，团队使用了一个7特斯拉的超强磁体，这一强度是最强大的核磁共振仪的磁性极限，磁体可以将晶体中的电子固定住，从而防止它们干扰和破坏数据，并且它非常有效。

文章来源：《信息通信技术与政策》 网址: http://www.xxtxzz.cn/zonghexinwen/2020/0725/441.html