量子信号首次实现通过传统互联网协议传输，现有光纤就能用

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IT之家 8 月 31 日消息，美国宾夕法尼亚大学的工程师团队已在现实场景中，首次使用当今互联网的通信协议（IP），在商业光纤网络上传输量子信号，相关研究成果已发表于《科学》期刊。该团队利用现有互联网系统，推动量子互联网从理论层面迈向了现实应用。

量子信号的一大显著特性是强度极弱：一旦对其进行测量，就会失去量子纠缠特性；而环境中过多的噪声，也会导致信号无法读取。不过，工程师们此次成功实现了突破 —— 让量子信号在常规 IP 信号占用的繁忙互联网基础设施中完成传输。
这一传输成果的核心在于“Q 芯片”（Q-Chip），这是宾夕法尼亚大学研发的一款硅基芯片，专门用于在互联网中协调传统信号与量子信号。其全称是“光子量子 - 经典混合互联网芯片”（Quantum-Classical Hybrid Internet by Photonics），能够将标准信号与量子信号打包整合，使其可在城市光纤互联网线路中稳定传输。该芯片兼具收发功能，无需对量子关联信号进行测量，就能自动修正噪声干扰。

据IT之家了解，量子计算与传统计算分属完全不同的技术领域。传统计算机依靠晶体管、比特和电子进行运算，以“0”和“1”（即“开”与“关”的状态）表示信息；而量子计算的原理则截然不同，其借助量子比特（qubit），利用量子纠缠效应，使量子比特不仅能表示“0”和“1”，还能呈现这两种状态之间无数种叠加形态。
但量子纠缠的应用极具挑战性：一旦量子信号被测量，其量子特性就会消失。在薛定谔的思想实验中，将一只猫与放射性同位素一起放在封闭的盒子里，只有打开盒子观察猫，才能确定它是活的还是死的。量子粒子的情况与之相似：未被观测时，它们可处于“叠加态”（既非“0”也非“1”）；而一旦被观测，量子关联便会断裂，最终只能呈现“0”或“1”的确定状态。这一特性使得量子信号的互联网传输难度极大。
该项目的博士生罗伯特・布罗伯格在接受 Phys.org 采访时解释道：“常规网络会通过测量数据来引导其抵达最终目的地，但纯量子网络无法这样操作 —— 因为对量子粒子的测量会直接破坏其量子态。”
为解决这一难题，Q 芯片采用了“列车式组合”方案：将量子信号与基于光的标准互联网信号配对。其中，标准互联网信号如同“引擎”，负责路由导航；量子信号则像“货物”，伴随其一同传输，且在整个传输过程中，两端均不会对量子信号进行测量。这种配对机制还能实现噪声修正：由于收发两端的 Q 芯片均知晓标准信号的预期状态，因此可先对光基标准信号进行误差修正，再据此推断出量子信号的修正方案。
该研究论文的资深作者梁峰（Liang Feng，音译）表示：“我们的研究证明，集成芯片能够在 Verizon 这类现役商用网络中处理量子信号，且使用的是运行传统互联网的同款协议。这一成果为开展更大规模实验、构建实用化量子互联网迈出了关键一步。”

梁峰和罗伯特・布罗伯格从理论上讲，Q 芯片系统可在该校所在地费城的 Verizon 光纤网络任意节点运行，同时也适用于其他城市的互联网基础设施。不过，要实现量子信号的长距离重复传输，仍需进一步研究 —— 这是构建城市间乃至更远距离量子互联网连接的必要前提。
当前，量子计算正不断向现实应用迈进，而这项“依托现有互联网基础设施传输量子信号”的研究具有不可估量的价值。量子技术的下一步发展方向虽仍存在不确定性，但各国政府与企业均在积极投入，力争率先实现其实际应用落地。

神隐之左手

说能用现有光纤传量子信号挺牛但那Q芯片修噪声就像给生鸡蛋裹保鲜膜保质期能延长但煮熟了还是变不了溏心蛋长距离传输怕是还得翻车