美國能源部(Department of Energy,DOE)在7月23日公布了量子網路(Quantum Internet)藍圖,期望打造一個無從被駭的網路系統,科學家們相信可在未來10年內建立美國量子網路的原型架構。

DOE說,要建立一個完整的量子網路原型需要美國產官學之間的密切合作,從DOE、國家科學基金會、國防部、國家標準技術院、國家安全局、美國太空總署、各個國家實驗室,到學術機構及產業,並以DOE旗下的17個國家實驗室作為量子網路的骨幹。

此一量子網路藍圖是美國總統川普(Donald Trump)在2018年所簽署的《國家量子倡議法案》(National Quantum Initiative Act)的一環,將奠基在由阿貢國家實驗室(Argonne National Laboratory )與芝加哥大學在今年2月所發表的量子迴圈(quantum loop),它們在芝加哥的郊區成功讓光量子的糾纏綿延了52英里,而這是美國最長的陸上量子網路之一,且很快就會連結到費米實驗室(Fermilab),建立從阿貢實驗室、芝加哥大學到費米實驗室等3個節點的80英里試驗網路。費米實驗室主任Nigel Lockyer表示,數十年之後,當人們回顧量子網路時,就能說量子網路的起點就位於芝加哥。

量子之間一旦產生糾纏,就成為一個綜合的整體,但它非常容易損耗,而且只要其中一個粒子遭到觀測,就會造成糾纏態的坍塌。因此,量子傳輸的特性之一就是它在傳遞資訊時,很難被竊聽,而美國科學家即計畫要利用此一特性來打造幾乎不可能被入侵的網路。

DOE預期量子網路的早期採用者可能包括金融及健康服務產業,以及國家安全與飛機通訊的應用,並可普及到人們日常生活中的手機,未來亦可建立異常敏銳的量子感應器網路,以監控及預測地震,或者是用來尋找地底下的各種礦產。

此一量子網路藍圖的研究目標涵蓋了建立並整合量子網路設備、永遠儲存及引導量子資訊及校正等,所訂定的4大里程碑則依序是驗證現有光纖網路上的安全量子協定,在校園與城市間傳送糾纏資訊,擴大城市間的網路,以及透過量子中繼器來放大訊號並建立各州之間的連線。


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