加拿大和美國一項研究成功將光子「瞬間轉移」六公里的距離，為未來量子網絡邁出第一步，將有助解決網絡竊聽或數據外洩的問題。這項研究由卡爾加里大學（University of Calgary）物理天文系教授沃爾弗岡·泰特爾（Wolfgang Tittel）領導，他最終的目標是創建一個速度極快而且極其安全的量子網絡，而其基本要求之一就是能夠傳送光子。
以光為基礎的通訊已經被光纖技術所實現，但這並非量子科學家所追求的目標；他們正尋求方法直接傳送光子、而不僅僅是傳遞它們。而這便是泰特爾研究的新突破。
光子纏結
對物理和先進傳播系統感興趣的人必定認識愛因斯坦的「鬼魅似的遠距作用」（spooky action at a distance），這與量子力學的纏結屬性相關，用泰特爾的話來說，一對光子纏結，代表它們無論相隔多遠的距離，它們的屬性依然相同。
在實驗中，物理學家將其中一顆光子傳送到市政廳，而另一顆纏結的光子則停留在卡爾加里大學。然後，科學家在第三個地點產生一顆光子，並將其傳輸到市政廳，與跟它纏結的光子相遇。泰特爾解釋，他們成功將光子的量子狀態傳送到六公里之外位於大學的光子。
克服重重困難
研究隊伍必須克服不少挑戰才能達成他們的目標。首先，他們使用的光纖必需不受任何外界裝置或網絡影響，所以大學尋求了當地市政府的協助，使用了城市尚未使用的備用光纖進行實驗。
另外，由於室外氣溫導致光子抵達時間產生變化，令科學家必須想盡辦法才能成功測量兩顆光子。泰特爾說：「挑戰在於如何同步光子的抵達時間，將變化控制於 10 皮秒，即兆分之一秒內。」
為未來網絡安全作準備
除了創下光子瞬間轉移距離的新紀錄，這項研究突破之處在於成功使用普通的光纖傳遞量子狀態，對未來網絡的應用非常廣泛。為研究提供光纖網絡的卡爾加里市政府表示，希望未來可運用實驗中的技術傳遞政府及市民的敏感資訊，保護政府的重要基礎設施。
泰特爾表示：「這樣的網絡將可令溝通變得更保密，無需憂慮網絡竊聽的問題，令身處兩地的量子電腦可隨時連結。」
參考資料：
- Raju Valivarthi et al, Quantum teleportation across a metropolitan fibre network, Nature Photonics, 2016