「量子網路」革命即將到來：這個「不可破解」的網路如何運作

隨著英國整合量子網路 (IQN) 中心的推出，朝著安全和革命性的通訊網路邁出了重要一步。

隨著英國整合量子網路 (IQN) 中心的推出，朝著安全和革命性的通訊網路邁出了重要一步。

這項突破性的研究計畫將使科學家致力於開發一個「幾乎無法破解」的量子互聯網——一個利用量子力學原理傳輸資訊的龐大網路。

赫瑞瓦特大學被選為 IQN 中心的領導者，這是英國政府投資 1.6 億英鎊量子技術計劃的一部分。

在此之前，最近宣布了另外四個量子中心，這些中心將重點放在量子感測和量子生物醫學技術等領域。

這些中心將共同形成一個專業知識和創新網絡，幫助推動英國量子技術的發展。

這裡詳細介紹了量子網路的工作原理及其可能帶來的潛在好處。

理解位、量子位元與糾纏

傳統網路使用比特，可以是 0 或 1。另一方面，量子網路使用量子位元，它可以同時存在為 0、1 或兩者。想像一枚硬幣，在你仔細觀察之前，它既是正面又是反面——這本質上就是量子比特的樣子。

這種獨特的狀態，稱為疊加，允許量子力學中的另一個關鍵現象稱為糾纏。糾纏量子位元連接在一起並共享結果，無論它們之間的距離如何。

為了說明糾纏，想像一下兩個相連的硬幣。如果你拋一枚硬幣，它正面朝上，你甚至不用看它，就會立即知道另一枚硬幣是反面的。這種瞬時連接使得量子網路幾乎無法被破解。

量子網路：網路犯罪等問題的解決方案

在網路犯罪估計每年給英國造成 270 億英鎊損失的時代，量子網路有望提供前所未有的安全水平。

透過使用量子位元和糾纏，量子網路可以創建理論上不可能攔截的通訊系統。任何測量或攔截量子位元的嘗試都會破壞其狀態，從而向發送者和接收者發出潛在違規警報。

想像一下嘗試竊聽兩個使用量子網路進行通訊的人之間的對話。一旦你嘗試監聽，量子位元就會被破壞，雙方都會知道有人試圖攔截他們的通訊。

這種固有的安全性使量子網路成為保護敏感資料和通訊的有前景的解決方案，這可能對金融、政府和國防等部門產生重大影響。

除了增強安全性之外，量子網路還可以徹底改變醫療保健、銀行和科學研究等領域。

例如，量子網路可用於連接醫院的醫療設備，即時監測患者的生命體徵，讓醫生能夠快速應對病情的任何變化。

在銀行業，量子網路可用於創建一個安全的系統來轉移資金和處理交易，從而降低詐欺和網路犯罪的風險。

科學家還可以使用量子網路來更有效地共享資料並協作研究項目，從而實現更快、更具突破性的發現。

量子技術：現有系統的增強版本

將領導赫瑞瓦特 IQN 中心的 Gerald Buller 教授將量子技術描述為當今技術的「增壓」版本。

「它使我們能夠以傳統技術無法想像的方式解決問題並保護數據。這可能會帶來從藥物研究到令人興奮的新材料開發等各個方面的突破，」他說。

IQN 中心的主要重點將是創建能夠長距離分佈量子糾纏的大規模量子網路。

這將涉及開發用於生成、操作和檢測量子位元的新技術，以及用於建立和維護網路中不同節點之間的量子連接的協定。

赫瑞瓦特在量子研究中心中的重要角色

除了領導 IQN 中心外，赫瑞瓦特大學還在另外四個新宣布的量子中心中的三個中發揮著重要作用。

這些中心將重點放在以下領域：

量子定位、導航和授時 (PNT) 技術，可能會徹底改變運輸、物流和測量等行業。

量子生物醫學感測技術，旨在開發用於醫學影像、診斷和治療的新型量子感測器。

量子感測、成像和計時（SIT）技術，將探索量子感測器在材料科學、環境監測和國防等領域的應用。

赫瑞瓦特大學參與這些多元化的量子研究中心凸顯了該機構在該領域的實力和專業知識。

大學的研究人員正在量子技術開發的最前沿工作，他們對這些中心的貢獻將有助於加速這些技術在英國及其他地區的進步和應用。

量子中心：想法與實際解決方案之間的橋樑

五個新的量子中心由 UKRI 工程和物理科學研究委員會 (EPSRC) 交付，

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