量子通訊可以大大減少傳遞特定資訊時所需的資訊量。
據國外**報道，量子計算機目前仍是乙個夢想，但量子通訊時代已經到來。近日在巴黎展開的一項實驗首次證實了量子通訊與傳統資訊傳輸方式相比的優越性。
「我們首次展示了量子通訊在傳播資訊、幫助雙方執行任務方面的優勢。」巴黎索邦大學電子工程師伊萊妮·迪亞曼蒂(eleni diamanti)表示。她是此次研究報告的共同作者之一。參與該研究的科學家還包括巴黎第七大學計算機科學家洛達尼斯·凱瑞尼迪斯(lordanis kerenidis)與尼拉傑·庫馬爾(niraj kumar)。
量子機器是一種利用物質的量子特性進行資訊編碼的機器，人們普遍認為，這種機器將使計算機發生革命性轉變。但相關進展一直十分緩慢。工程師們一直在努力打造基礎量子計算機，而與此同時，理論計算機科學家卻遇到了乙個更根本性的障礙：他們無法證明經典計算機永遠不可能完成量子計算機的任務。比如就在今年夏天，一位美國德克薩斯州的青少年證明，乙個長時間以來一直被認為只能由量子計算機快速解決的問題，用經典計算機其實也可以快速解決。
伊萊妮·迪亞曼蒂、洛達尼斯·凱瑞尼迪斯與尼拉傑·庫馬爾打造了一套量子通訊系統，該系統相對經典通訊系統的優勢可以得到證明。
但在通訊領域，量子途徑的優勢卻是板上釘釘的事實。計算機科學家於十多年前證明，至少從理論來看，量子通訊在為特定任務傳送資訊方面具有明顯優勢。
「大多數人都只關注計算任務。但研究通訊任務的一大優勢在於，量子途徑在該領域的優勢是可以得到證明的。」凱瑞迪尼斯指出。
2004 年，凱瑞迪尼斯與另外兩名計算機科學家設想了乙個場景：某人需要向另一人傳送資訊，好讓後者回答某個特定問題。研究人員證明，採用量子裝置可以在完成任務的同時、大大減少需要傳送的資訊量。但當時他們設想的量子裝置純停留在理論層面，遠遠超越了當時的技術水平。
「我們當時雖能證明量子通訊的優勢，但很難真正加以應用。」凱瑞尼迪斯說道。
而此次新研究對凱瑞迪尼斯等人設想的場景做了一定改動。新場景中涉及兩個人，分別名為a和b。a有一組標了數字的小球，每個球被隨機塗成紅色或藍色。b想知道隨機選出的一對球是顏色相同還是不同。a希望在保證b能夠回答問題的前提下，傳送的資訊越少越好。
這個問題名叫「樣本匹配問題」(sampling matching problem)，對加密學和數字貨幣都有重要意義，因為使用者往往想在交換資訊的同時、盡量避免洩露其它資訊。而該問題也很適合用來展現量子通訊的優勢。
「你不能說『我想給你發一部 1gb 的電影，現在我來把它編碼成量子態』，然後指望從中發現量子的優勢，」加州理工學院的計算機科學家托馬斯·維迪克指出，「你要通過更微妙的任務來驗證。」
如果以經典方法解決上述問題，a需要傳送給b的資訊數量需要與小球個數的平方根成正比。但量子資訊的奇異性質則為我們提供了一種效率更高的解決方案。
在此次新研究使用的實驗室裝置中，a和b通過雷射脈衝進行溝通。每道脈衝代表乙個小球。脈衝需要穿過一台分光器，將一道脈衝一分為二，一半射向a，一半射向b。當脈衝經過a身邊時，a便可以改變該雷射脈衝的相位，將每個小球的顏色資訊編入其中。
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