摘要：量子传送可能会在长距离内提供近距离通信。但是，在互联网电缆内部，在经典通信所需的数百万光颗粒中损失了传送所需的光子。一项新的研究量化了光散射，以找到精确的区域以放置光子，以使其免受其他颗粒的侵害。该方法成功地用于携带常规互联网流量的实验。...

西北大学工程师是第一个成功证明已经携带互联网流量的光纤电缆上成功展示量子传送的人。

该发现引入了将量子通信与现有Internet电缆相结合的新可能性 - 大大简化了分布式量子传感或计算应用所需的基础架构。

该研究将于12月20日（星期五）在《期刊》上发布Optica。

领导这项研究的西北帕尔·库马尔（Northwestern's Prem Kumar）说：“这令人难以置信的令人兴奋，因为没有人认为这是可能的。” “我们的工作显示了通往下一代量子和经典网络的一条途径，该网络共享一个统一的光纤基础设施。基本上，它为将量子通信推向新的水平打开了大门。”

Kumar是量子通信的专家，是西北麦考密克工程学院的电气和计算机工程学教授，他指导光子通信和计算中心。

只有受光速度的限制，量子传送才能使通信几乎瞬时。该过程通过利用量子纠缠而起作用，量子纠缠是将两个粒子链接的技术，无论它们之间的距离如何。纠缠颗粒而不是在物理上传递信息，而是在远处交换信息，而无需物理携带。

库马尔解释说：“在光学通信中，所有信号都转换为光线。” “尽管经典通信的常规信号通常包含数百万光粒子，但量子信息使用单个光子。”

在库马尔（Kumar）的新研究之前，传统的智慧表明，单个光子会淹没在充满经典通信的数百万光颗粒的电缆中。这就像一辆脆弱的自行车，试图浏览一条超速驾驶重型卡车的拥挤的隧道。

然而，库马尔和他的团队找到了一种方法来帮助避免繁忙的流量来帮助精致的光子。在深入研究光纤电缆中光线散射的深入研究之后，研究人员发现光的光线不那么拥挤以放置其光子。然后，他们增加了特殊的过滤器，以减少常规互联网流量中的噪音。

库马尔说：“我们仔细研究了光的散射方式，并将我们的光子放置在最小化散射机制的司法点。” “我们发现我们可以执行量子通信，而不会来自同时存在的经典通道的干扰。”

为了测试新方法，Kumar和他的团队在任一端建立了一个30公里长的光纤电缆。然后，他们同时通过它发送了量子信息和定期的互联网流量。最后，他们通过在中点进行量子测量来测量接收端处的量子信息的质量。研究人员发现，即使在忙碌的互联网流量中，量子信息已成功传输。

接下来，Kumar计划将实验扩展到更长的距离。他还计划使用两对纠缠的光子（而不是一对）来展示纠缠交换，这是另一个重要的里程碑，导致分布式量子应用。最后，他的团队正在探索实验实验的可能性，而不是在实验室中的线轴上进行实验。但是，即使有更多的工作要做，库马尔还是乐观的。

库马尔说：“量子传送能够在地理上远处的节点之间牢固地提供量子连接。” “但是许多人长期以来一直以为没有人会建立专门的基础架构来发送光线颗粒。如果我们正确选择波长，我们将不必建立新的基础架构。古典通信和量子通信可以共存。”