愛丁堡取得突破性進展：研究人員將兩個量子網路結合起來，把光的「混沌」轉化為資源。英國正大力投資這些創新技術。
多年來，我們一直聽說量子互聯網是下一個前沿領域：一個全球性的、安全的、功能強大的網絡，它並非基於電信號，而是基於光粒子之間形成的奇特鍵。這是一個美好的夢想，但往往局限於擺滿昂貴而脆弱設備的實驗室中。
然而，如今傳來的消息將標準從「理論」提升到了「實踐」。愛丁堡赫瑞瓦特大學的一個團隊不僅製造了一個可運行的原型，而且還完成了一項前所未有的壯舉：他們將兩個獨立的量子網路連接起來，使它們作為一個可容納八用戶的單一系統運作。這項實驗的相關報導發表在《自然》雜誌。
最令人驚訝的是什麼？他們沒有使用價格極為昂貴、技術先進的晶片，而是使用了普通的商用光纖。
從混沌到秩序：這種方法的精妙之處
通常情況下，建立量子電腦或網路需要極其昂貴的客製化硬體。而蘇格蘭團隊則採取了務實的、近乎「工業化」的方法。
他們的原型機的核心是一根成本不到 100 英鎊的多模光纖。
這些光纖的歷史性問題是，光線穿過它們時會以混亂的方式反射回來（散射），造成混亂。
-
制勝之道：研究人員沒有與這種混亂對抗，而是「利用」了它。
-
結果：他們對光纖進行了編程，將內部混亂轉化為可重構的糾纏路由器。
本質上，他們創造了一種可以在不同用戶之間分配糾纏（遠距離量子關聯）的裝置，並且可以隨意改變其配置。正如該研究的主要作者納塔莉亞·埃雷拉·瓦倫西亞博士所解釋的那樣，他們已經將「內部無序轉化為強大的高維光學電路」。
8×8維電路操作在三種不同的全域網路配置（插圖）中實現了八個使用者之間的量子位元糾纏路由。這些配置包括：四對本地用戶AB和GH之間的糾纏鏈路（a），四對全域用戶AG和BH之間的糾纏鏈路（b），以及四對由本地用戶和全域用戶組合而成的糾纏鏈路（c）。對於每種網路配置，圖中展示了在兩個MUB中測量的歸一化雙光子關聯。透過應用適當的糾纏見證，我們可以驗證所有三種設定中糾纏路由的成功。
為什麼這是一則重要的新聞（也具有經濟意義）
這不僅關乎物理學，更關乎戰略基礎設施。以下幾點關鍵因素使這項發現與科技和經濟的未來息息相關：
-
互聯互通：直到昨天，我們還能創造一個單一的網路。而今天，我們已經證明，網路之間可以相互通訊。這就像辦公室裡的區域網路和網路之間的區別：它開啟了無數的通訊之門。
-
多路復用傳送：該系統成功地在兩個頻道上同時實現了四個遠距離用戶之間的糾纏交換。用電信術語來說，這就像從單車道公路切換到多車道高速公路。
-
可擴展性：如果我們能夠透過該網路連接許多小型處理器來製造一台強大的量子電腦（而不是建造一台龐大、不穩定的量子電腦），那麼實現商業應用的路徑將大大縮短。
以下是傳統方法與赫瑞瓦特方法的簡要比較：
| 特徵 | 傳統方法 | 赫瑞瓦特大學方法 |
| 硬體 | 昂貴的客製化光子晶片 | 商用光纖（< 120 歐元） |
| 燈光管理 | 需要嚴格控制，害怕噪音 | 將「混沌」用作可程式資源 |
| 連接性 | 單一隔離區域網路 | 兩個相互連接的網路（路由） |
| 應用 | 純研究 | 邁向可擴展的基礎設施 |
英國的策略
我們不能忽視政治和經濟背景。這項研究並非憑空產生，而是整合量子網路（IQN ）中心的成果，該中心是由英國政府和產業合作夥伴共同出資2,200萬英鎊成立的聯盟。
歐洲常常陷入監管討論，而英國則直奔戰略目標：到2035 年擁有世界上最先進的量子網路。這是政府乾預旨在創造技術競爭優勢的經典案例（我們過去稱之為合理的產業政策）。
量子糾纏傳送不再是科幻小說裡的情節，而是現實工程。誰能率先將這項工程技術標準化，誰就能在未來幾十年主導網路安全和分散式運算的規則。
問答
「糾纏傳送」究竟是什麼？
我們說的不是《星際爭霸戰》式的瞬間移動。這裡指的是利用量子糾纏現象，將一個粒子的量子態瞬間轉移到另一個遠距離粒子。在這個實驗中，資訊（量子態）在傳輸過程中無需粒子實際穿過通道，即可從網路的一個節點轉移到另一個節點。這是實現絕對牢不可破通訊的基礎。
使用廉價纖維為何如此具有革命性意義？
成本和複雜性是量子技術發展的主要障礙。 <sup>4</sup> 整合光子晶片難以生產和規模化。利用商用光纖，並藉助其固有特性（光散射）來傳輸訊號，可以降低准入門檻，並簡化與現有電信基礎設施（例如我們街道下的光纖）的整合。
量子網路究竟有什麼用途？
除了加密安全性（不竄改資訊就無法破解）之外，「殺手級應用」在於分散式運算。目前的量子電腦體積小且不穩定。 ⁵ 透過這樣的網路連接許多小型量子處理器，就可以創建“分散式量子超級電腦”，其運算能力足以完成目前藥物研發、新材料發現和複雜金融模型建構等諸多領域無法實現的運算。
文章《量子網路：飛躍源自於一根「微不足道」的 120 歐元光纖》來自Scenari Economici 。
這是在 Tue, 02 Dec 2025 19:06:46 +0000 在 https://scenarieconomici.it/internet-quantistica-il-balzo-in-avanti-arriva-da-una-banale-fibra-ottica-da-120-euro/ 的報紙 “Scenari Economici” 上發表的文章的翻譯。