在《星际迷航》系列电影中，进取号上的船员能通过“光束”从星球上瞬间移动到飞船上，看起来这种技术可以让超远距离的旅行变得很容易。虽然这些能力显然是虚构的，但研究人员如今已经进行了关于激光脉冲的“量子隐形传态”的实验研究，即在超过几英里内的两个城市的光纤网络之间。
虽然在此研究中所描述的方法将不会取代城市地铁或巴士的转运站，但它可以帮助找到破解电信网络的黑客的证据，以及实现“量子互联网”，对实现非常强大的量子计算机互联有很大帮助。
从宇宙中的一个点到另一个点之间进行远端传送一个对象，而没有空间的移动，可能听起来像是科幻小说，但是从1998年开始量子物理学家就其实一直尝试用量子隐形传态。目前这种量子隐形传态的距离记录是2012年宣布的约89英里(143公里)，是在非洲西北海岸的海面上加那利群岛的拉帕尔马和特内里费两个岛之间实现的。
幽灵般的特性
量子隐形传态是量子物理的奇异性质，并发现宇宙的基本构建块，如亚原子粒子，可以同时出现在两个或更多的地方存在。具体地说，量子隐形传态取决于一个被称为“量子纠缠”的奇怪现象，其中的物体可以在瞬间相互联系和相互影响，不管它们相距多远。
目前，研究人员不能传送物质(比如人)跨越空间，但他们可以利用量子隐形传态从一个地方到另一个地方进行发送信息。例如，一个电子的量子隐形传态，首先会涉及纠缠电子对。接下来，一对电子中的一个会停在一个地方，而另一个电子会在物理意义上传输到另一个地方，而不管这个距离有多远。
然后，对被传输电子的基本细节或 “量子态”进行分析，这一行为也会破坏了其量子态。最后，该数据被发送到目的地，它可以用于其他的电子上，并重新创建第一个电子，所以，它和之前的那个电子是不能区别的。对于所有意图和目的，都会通过电子进行了传送。(因为数据是使用普通的信号，如光脉冲或电子，量子隐形传态不会比光速更快。)
现在，有两个研究小组已经独立报告了数英里距离光纤网络中的量子隐形传态，分别是在中国合肥和加拿大阿尔伯塔的卡尔加里。科学家们发表在9月的《自然光子》杂志上的两篇独立的研究论文分别进行了研究细节的论述。
未来科技
量子隐形传态是许多潜在的未来技术的关键。例如，量子密码术可以使用量子隐形传态的方式安全地在两个点之间进行传输数据，并可以自动检测任何入侵。此外，人们可以使用量子隐形传态在一个“量子互联网”上与量子计算机共享数据，并且之前的研究建议就像是宇宙中的原子一样可以在一个瞬间运行更多的计算。
“在未来，如果你有一个量子计算机，如果用户想使用它，他们可以发送数据到量子计算机并得到相应的结果，就像现代的云计算，”张强说，他是合肥中国科技大学的量子工程师，且是该研究论文的共同高级作者。
两个量子隐形传态实验涉及通信距离达7.7英里(12.5公里)之间的三个不同的位置，以模仿未来的量子网络的结构。在之前的相似的这种三点距离的实验设置，其距离是小于0.6英里(1公里)的。
以前的实验涉及三个实验室并设置使用可见光脉冲，它不能在光纤内传输很远的距离。相比之下，新的研究采用了在日常的电信网络中所使用的红外光进行，它可以传输更远的距离。他们还使用了在每个城市中的预先存在的光纤网络。
长距离量子隐形传态涉及激光光束的同步技术，直到他们在单个光子水平才能够彼此分辨，即使光纤铺设在不断变化的几英里距离的环境中。这两个研究团队都受益于最近的单光子探测器的改进，研究人员说。
“我们很自豪，在现场测试中观察到的结果并没有比在实验室测试中观察到的下降多少，”孙启超说，他是中国科技大学的量子工程师并且是该研究论文的主要作者。“这意味着我们的系统具有很强的抗噪声能力，在现实世界的复杂环境中会产生这种噪声。”
相比中国科技大学的约两个光子每小时，卡尔加里实验有一个更快的传输速率约17光子每分钟(或每小时1020)。然而，卡尔加里的研究人员实现这种传输速度所设置的程序限制了它的直接在实际中的应用，Frédéric Grosshans是位于法国巴黎南大学的量子信息的研究者，在评论双方的研究中时说。
这两个研究小组还采用了多种方法来保持激光器的同步。每一组使用不同的技术，这意味着可以将其要素整合，实现更好的效果，Grosshans在他的评论中写到。
一个未来的研究方向将是扩展量子隐形传态网络“到100公里[ 60英里]的距离尺度，这将实现城际量子隐形传态，”孙说。这将涉及要提高探测器的效率和抑制干扰源，孙补充说。
