--- title: "由於新芯片的出現，量子互聯網更進一步——該芯片幫助量子信號通過現實世界的光纖電纜傳輸" type: "News" locale: "zh-HK" url: "https://longbridge.com/zh-HK/news/258593173.md" description: "研究人員開發了一種 Q-Chip，成功地通過標準光纖電纜使用互聯網協議（IP）傳輸量子數據。這一突破使量子通信能夠與現有的互聯網基礎設施集成，消除了對專用網絡的需求。Q-Chip 將量子信號與經典頭信息配對，使路由器能夠管理量子數據而不干擾其脆弱狀態。這標誌着朝着實用量子互聯網邁出了重要一步，測試中使用了 1 公里長的商業光纖" datetime: "2025-09-22T11:50:00.000Z" locales: - [zh-CN](https://longbridge.com/zh-CN/news/258593173.md) - [en](https://longbridge.com/en/news/258593173.md) - [zh-HK](https://longbridge.com/zh-HK/news/258593173.md) --- # 由於新芯片的出現，量子互聯網更進一步——該芯片幫助量子信號通過現實世界的光纖電纜傳輸 _當您通過我們文章中的鏈接購買時，Future 及其合作伙伴可能會獲得佣金。_ 圖片來源: MirageC/Getty Images 科學家們通過標準光纖電纜發送量子信號，使用與今天網絡相同的連接方式，這可能是實現量子互聯網的重要一步。 在 8 月 28 日發表在《科學》雜誌上的一項研究中，研究人員使用定製的量子芯片將量子數據與標準光信號打包，並通過商業基礎設施進行傳輸。 這一突破標誌着量子數據首次通過互聯網協議（IP）發送，IP 是支撐當今寬帶網絡的通信標準。結果表明，量子通信可以在已經使用的網絡上運行，而不需要專用基礎設施。 “與早期需要隔離的實驗室設置或專用基礎設施的實驗不同，這種方法首次將量子通信集成到現實世界的網絡中，” 賓夕法尼亞大學材料科學與電氣工程教授、主要研究作者梁峯在給《生活科學》的電子郵件中表示。 “我們的 Q-Chip 能夠控制量子信號和經典信號，使它們通過相同的光纖電纜一起傳輸，使用標準互聯網協議。” ## 為什麼互聯網無法發送量子數據？ 量子數據由量子比特（qubits）承載——量子信息的基本單位。與經典計算機的比特（0 或 1）不同，量子比特可以同時存在於兩種狀態的疊加中。 **相關：** **科學家首次使用量子機器學習創造半導體——這可能改變芯片的製造方式** 量子比特還可以糾纏，這意味着一個量子比特的狀態與另一個量子比特的狀態在某種程度上是相互關聯的，無論它們相距多遠。這些特性使得量子計算機能夠進行遠超傳統計算機的計算——以並行而非順序的方式。 然而，這些特性也使得量子數據極其脆弱。量子狀態在被觀察或測量時會崩潰，這使得量子信息極難處理。在經典互聯網中，流量由路由器引導，路由器讀取和解釋信息在網絡中的移動。這在量子粒子中無法實現，因為一旦被觀察，疊加狀態就會崩潰，從而破壞正在傳輸的數據。 ## Q-Chip 是如何工作的 Q-Chip 代表 “光子學的量子 - 經典混合互聯網”，通過將每個量子信號與經典 “頭部” 配對來解決這個挑戰——一個包含路由和時間信息的數據包，這些信息被編碼到光纖激光脈衝中。 當這些信息在網絡中傳輸時，它會被路由器檢查——路由器是通過讀取數據包信息並將其轉發到正確目的地來引導互聯網流量的設備。路由器使用頭部信息來確定數據應該去哪裏以及如何到達那裏。 通過將經典信號和量子信號的傳輸時間同步，芯片使路由器能夠讀取頭部的導航信息，而不與量子信號相互作用或干擾。這使得兩者能夠通過標準 IP 協議一起傳輸。 雖然研究人員之前已經證明量子數據可以通過標準光纖電纜傳輸，包括與經典數據在同一波長帶寬中傳輸，但這項最新研究標誌着量子信號首次在實際的、真實的基礎設施上使用標準 IP 進行傳輸。 這至關重要，因為它避免了需要單獨的量子網絡，顯著降低了部署和擴展量子互聯網的門檻，梁峯表示。 “使用標準 IP 協議意味着 Q-Chip 允許量子通信像常規互聯網流量一樣進行管理，利用已經開發的路由、尋址和協調工具，” 他告訴《生活科學》。 “通過將經典 ‘頭部’ 附加到量子數據上，Q-Chip 可以使用已開發的經典光子設備、系統和基礎設施來路由和管理量子信號，而不會干擾脆弱的量子狀態，使其成為第一個適應現有互聯網架構的量子通信的實際演示。” 為了測試系統，團隊在服務器和接收節點之間建立了一個簡單的連接，使用了由電信公司 Verizon 運營的 1 公里（0.6 英里）長的商業光纖。 相關故事 **—** 科學家在 20 年後取得 “魔法狀態” 突破——沒有它，量子計算機永遠無法真正有用 —微型低温設備將量子計算機的熱排放減少了 10,000 倍——並可能在 2026 年推出 —科學家創造了世界上第一個能夠保護數據的芯片，以應對量子計算攻擊 由於經典頭部和量子信號對環境干擾的反應相似，團隊可以使用經典信號來糾正噪聲，而不干擾量子狀態。這確保了數據完整地到達目的地。 雖然試點設置較小，但研究人員相信這標誌着朝着全面量子互聯網的基礎性一步，量子設備可以連接——特別是因為 Q-Chip 由硅製成，並使用現有工藝製造，這意味着它可以大規模生產。 "在接下來的 5 到 10 年中，量子互聯網的早期階段可能會集中在本地網絡和/或城市規模的量子互聯網，"馮對《生活科學》表示。"應用可能包括安全通信、互聯量子計算機以及分佈式量子傳感，例如超精確導航或計時。" ## 相關資訊與研究 - [業績速遞丨美團上季經調整蝕 50 億勝預期 即時配送競爭緩和](https://longbridge.com/zh-HK/news/288243968.md) - [老黃的 Token 經濟學翻車了！微軟亞馬遜通通跳車](https://longbridge.com/zh-HK/news/288262475.md) - [在 SpaceX 即將進行首次公開募股之前，你是否應該購買 Rocket Lab 的股票？](https://longbridge.com/zh-HK/news/288303817.md) - [美團：下半年訂單增長可能會放緩](https://longbridge.com/zh-HK/news/288265537.md) - [美團電話會：預期 Q2 外賣 UE 會明顯好於 Q1](https://longbridge.com/zh-HK/news/288274753.md)