【大纪元10月9日讯】(大纪元记者徐丰喜编译报导)物理学家发现量子通讯中的一个奇怪现象,当两条没有通讯能力的量子通道放在一起时,却可互相帮助而产生通讯能力,由于这种现象在古典通讯学上找不到对应,为量子通讯领域增添了更大的复杂度。
这项研究成果是由IBM公司研究部门的葛雷米‧史密斯(Graeme Smith)与洛斯阿拉莫斯国家实验室(LANL)的约翰.亚德(Jon Yard)发表在最新一期的《科学》期刊中。
史密斯和亚德表示,对于任何一种通讯网络而言,最重要的是控制通道的杂讯。减少杂讯可以增加通道的传输能力,而通道传输能力一般定义为位元数,在量子通讯中则定义为量子位元,如果通道传输能力是零,则表示它无法传送任何一个位元。
数十年来,科学家们使用1948年由克劳德.夏农(Claude Shannon)所建立的误码校正技术,将之广泛应用于古典的通讯系统中,例如手机、互联网与太空通讯等。在古典的通讯原理中,通道的传输能力是可以相加的,当两个通道一起使用时,它们的传输能力变成原来的两倍。
但是量子通讯对现今的科学家们来说仍然有许多迷,科学家们最近的研究发现,两条没有通讯能力的量子通道放在一起使用时,却能够产生通讯能力,就好像两条断掉的电话线一起使用时却可以传送讯号一样。这个发现显示了两个现象,第一是量子通道的传输能力并不能使用简单的加法,第二是单独一条量子通道的传输能力并不能完全代表它本身的传输能力。
史密斯表示:“一般我们都会认为没有传输能力的通道是没用的东西,但是当你把两条通道放在一起,它们似乎出现相互合作的关系,而使传输能力增加了。这种现象在古典通讯中不曾出现过,令我们感到惊讶。”
科学家们解释这种现象为“超活化”现象,他们解释道,量子通道具有两种传输能力,“独自能力”是指通道本身传输讯号的能力,而“辅助能力”则是一通道让另一通道增加了传输讯号的能力,实验发现“辅助能力”的至少等于“独自能力”的一半大。
在实验中发现两条没有通讯能力的通道可以产生超过0.01量子位元的传输能力,似乎每个通道有能力帮助另外一个通道增加传输能力。史密斯表示:“这些通道有一些奇怪的性质,尽管当它们本身杂讯太大而无法使用量子通讯的方式传送资料时,但是它们却可以使用古典的通讯方式传送资料,而我们发现,当两个对称的通道放在一起时,它们可以让古典通讯的传输能力转换成为量子通讯的传输能力。”
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