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互聯(lián)網(wǎng)時代，數(shù)字信息安全面臨諸多挑戰(zhàn)，黑客攻擊手段日益復(fù)雜，傳統(tǒng)加密方式難以應(yīng)對。在此背景下，量子密碼學(xué)憑借其利用量子物理定律的特性，為通信安全提供了新思路。然而，通往量子互聯(lián)網(wǎng)的道路充滿技術(shù)挑戰(zhàn)，其中量子中繼器作為關(guān)鍵元件，其研發(fā)難度極高。近日，斯圖加特大學(xué)半導(dǎo)體光學(xué)與功能界面研究所 (IHFG) 的研究人員在該領(lǐng)域取得決定性突破，相關(guān)成果發(fā)表于《自然通訊》雜志。

IHFG負(fù)責(zé)人Peter Michler教授表示：“我們首次在全世界范圍內(nèi)成功地在源自兩個不同量子點的光子之間傳輸了量子信息。”這一成果標(biāo)志著量子通信技術(shù)邁出了重要一步。量子通信中，單個光粒子充當(dāng)信息載體，其偏振態(tài)對應(yīng)二進制中的零或一。由于量子力學(xué)定律，任何攔截傳輸?shù)男袨槎紩惶綔y到，確保了通信的安全性。

為實現(xiàn)量子互聯(lián)網(wǎng)，經(jīng)濟實惠的光纖基礎(chǔ)設(shè)施必不可少。但光的傳輸距離有限，傳統(tǒng)光信號需定期增強，而量子信息無法簡單放大、復(fù)制或轉(zhuǎn)發(fā)。為此，物理學(xué)家開發(fā)量子中繼器，在量子信息被光纖吸收前進行更新。然而，通過量子隱形傳態(tài)傳輸量子信息要求光子無法區(qū)分，這極其困難，因為光子由不同光源在不同地點產(chǎn)生。

斯圖加特大學(xué)研究團隊開發(fā)出能產(chǎn)生幾乎完全相同光子的半導(dǎo)體光源，成功將源自一個量子點的光子的偏振態(tài)傳送到另一個量子點上。量子頻率轉(zhuǎn)換器作為實驗關(guān)鍵，補償了光子間殘留的頻率差異。研究團隊表示，在不同量子點的光子間傳輸量子信息是跨越更遠(yuǎn)距離的關(guān)鍵，目前他們正努力實現(xiàn)更遠(yuǎn)距離的傳輸，并提高量子隱形傳態(tài)的成功率。

更多信息： Tim Strobel 等人，《利用遠(yuǎn)程量子點的頻率轉(zhuǎn)換光子實現(xiàn)電信波長量子隱形傳態(tài)》，《自然通訊》 (2025)。期刊信息： 《自然通訊》

審核編輯 黃宇