RDECOM研究实验室是美国陆军的企业研究实验室(ARL)，该实验室的科学家们发现了一种在传输过程中保护量子信息的新方法，为战场上的作战人员开启了更安全和可靠的通信之门。

最近在激光和纳米物理、量子光学和光子学等前沿技术的进步为研究人员提供了必要的工具来控制和操作微型量子系统，如单个原子或光子——光的最小粒子。

这些发展催生了一个新的科学领域——量子信息科学(QIS)，它研究量子系统中编码的信息，包括量子计算、量子通信和量子传感等其他子领域。

量子信息科学被认为有潜力塑造未来信息处理的方式。

陆军的企业研究实验室投资QIS研究，以确保在这一快速发展的领域中持续的技术优势，这反过来将带来计算、加密、安全通信和精确测量方面的多种新技术。

然而，要利用量子信息，科学家需要找到处理和传输它的可靠方法——这是博士们正在解决的任务。来自实验室计算与信息科学理事会的丹尼尔·琼斯、布莱恩·柯比和迈克尔·布罗斯基。

布罗斯基说:“在我们的传统世界中，信息经常在操作和传输过程中被破坏——每个人都熟悉信号不好地区的手机连接噪音。”“因此，通信工程师一直在研究各种过滤噪音的技术。”

在传统的通信中，过滤相当简单，因为它是在本地完成的，也就是在接收信息的地方，例如直接在你的手机或互联网路由器中。

在量子世界里，事情变得更加复杂。

该实验室的研究团队一直在寻找过滤来自量子信息的小比特(通过光纤电信链路发送的量子比特或量子位)的噪声的方法。

他们发现，过滤并不一定需要由接收方来完成。

科比说:“编码信息的量子态的性质使得在网络的不同位置进行过滤更容易。”

没错，要修复通过某条路线发送的量子位，实际上可以对穿过不同路线的其他量子位应用过滤器。

在过去的一年里，研究人员一直在研究纠缠光子对在光纤上的传输问题。

琼斯说:“我们开始了解真正的电信光纤的物理特性，如固有的残余双折射和偏振依赖损耗(PDL)，如何影响量子通信的质量。”Kirby补充说:“我们利用了一种新的数学方法，这导致了一个简单而优雅的PDL效应对偏振纠缠的几何模型的发展。”

开发的模型预测了传输的量子态的质量和量子信息的传输速率。

此外，该实验室的团队发明了一种新技术，有助于减少噪音的有害影响。

开发的模型通过实验室中最近建立的量子网络试验台进行了实验验证，该试验台模拟了实际的电信光纤基础设施。

布罗德斯基说:“我们相信这项研究有可能彻底改变网络安全，并为未来的作战人员提供安全的秘密共享和认证。”“此外，它还将影响开发更好的位置导航和计时传感器，以及可能导致合成具有随需应变性能的新型特殊材料的量子计算机。”

根据研究人员的说法，为了让量子技术成为现实，必须建立一个大规模的现场部署测试台，从而指导量子硬件和软件的发展。

一篇记录这项研究的期刊论文题为“优化量子通道以最大化电信光子对的偏振纠缠是著名的自然合作伙伴量子信息杂志．

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了下:航空+国防，网络安全

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