IT之家 8 月 31 日消息 ，美国宾夕法尼亚年夜 学的工程师团队已在现实场景中，初次利用当今互联网的通讯协议（IP），在贸易光纤收集 上传输量子信号，相干研讨 结果已发表于《科学》期刊。该团队利用现有互联网系统 ，鞭策 量子互联网从理论层面迈向了现实应用 。

量子信号的一年夜 明显特征 是强度极弱：一旦对其进行测量，就会掉 去量子纠缠特征 ；而情况中过多的噪声，也会导致信号无法读取。不过，工程师们此次乐成实现了冲破 —— 让量子信号在常规 IP 信号占用的忙碌 互联网底子设施中完成传输。

这一传输结果的核心在于“Q 芯片”（Q-Chip），这是宾夕法尼亚年夜 学研发的一款硅基芯片，专门用于在互联网中调和传统信号与量子信号。其全称是“光子量子 - 经典混合互联网芯片”（Quantum-Classical Hybrid Internet by Photonics），可以或许将标准信号与量子信号打包整合，使其可在都邑 光纤互联网线路中稳固传输。该芯片兼具收发功能，无需对量子联系关系 信号进行测量，就能自动修正噪声干扰。

据IT之家相识，量子计算与传统计算分属完全不同的技术领域 。传统计算机依靠晶体管、比特和电子进行运算，以“0”和“1”（即“开”与“关”的状况 ）表现信息；而量子计算的原理则年夜 相径庭，其借助量子比特（qubit），利用量子纠缠效应，使量子比特不仅能表现“0”和“1”，还能呈现这两种状况 之间无数种叠加形态。

但量子纠缠的应用 极具挑衅性：一旦量子信号被测量，其量子特征 就会消掉 。在薛定谔的头脑实行中，将一只猫与放射性同位素一路 放在关闭 的盒子里，只有打开盒子不雅 察猫，才华必定 它是活的还是死的。量子粒子的情况与之类似 ：未被不雅 测时，它们可处于“叠加态”（既非“0”也非“1”）；而一旦被不雅 测，量子联系关系 便会断裂，最终只能呈现“0”或“1”简直定状况 。这一特征 使得量子信号的互联网传输难度极年夜 。

该项目的博士生罗伯特・布罗伯格在担当 Phys.org 采访时解释道：“常规收集 会经由过程 测量数据来引诱 其抵达最终目的地，但纯量子收集 无法如许操纵 —— 由于对量子粒子的测量会直接破碎摧毁 其量子态。”

为解决 这一困难，Q 芯片采取了“列车式组合”计划 ：将量子信号与基于光的标准互联网信号配对。此中，标准互联网信号如同“引擎”，负责路由导航；量子信号则像“货物 ”，陪同其一同传输，且在全部 传输过程中，两端均不会对量子信号进行测量。这种配对机制还能实现噪声修正：由于收发两端的 Q 芯片均知晓标准信号的预期状况 ，因此可先对光基标准信号进行偏差修正，再据此推断出量子信号的修正计划 。

该研讨 论文的资深作者梁峰（Liang Feng，音译）表现：“我们的研讨 证实，集成芯片可以或许在 Verizon 这类现役商用收集 中处理量子信号，且利用的是运行传统互联网的同款协议。这一结果为开展更年夜 规模实行、构建实用化量子互联网迈出了症结 一步。”

从理论上讲，Q 芯片系统 可在该校所在地费城的 Verizon 光纤收集 任意节点运行，同时也实用于其他都邑 的互联网底子设施。不过，要实现量子信号的长距离重复 传输，仍需进一步研讨 —— 这是构定都 会间以致更远距离量子互联网连接的必要 前提。

当前，量子计算正不断向现实应用 迈进，而这项“依托现有互联网底子设施传输量子信号”的研讨 具有不成 估量的代价。量子技术的下一步成长 标的目的 虽仍存在不必定 性，但列国 政府与企业均在积极投入，力争率先实现着实际应用 落地。