超导量子比特首次通过贝尔测试，有望促进量子计算和量子加密技术发展

贝尔测试可确认两个系统是否真的发生了纠缠。瑞士苏黎世联邦理工学院（ETH）科学家在最新一期《自然》杂志上刊发论文称，他们首次证明，相距30米的两个超导电路通过了这一量子领域的关键测试，证明超导电路中的量子比特之间的确发生了纠缠。超导电路是构建强大量子计算机有希望的候选方案，最新研究有望促进量子计算和量子加密的发展，扩大基于超导电路的量子计算机的规模。

两个超导电路之间30米长的量子连接的一部分。真空管（中心）包含一个微波波导，该波导被冷却到绝对零度左右并连接两个量子电路。
图片来源：苏黎世联邦理工学院

为使贝尔测试真正没有漏洞，研究团队必须确保在量子测量完成前，两个纠缠电路之间不能交换任何信息。由于信息传输最快的速度是光速，因此测量所需的时间必须少于光粒子从一个电路传播到另一个电路所需的时间。ETH研究人员此前已经确定，成功进行无漏洞贝尔测试的最短距离约为33米，因为光粒子在真空中行进该距离需要大约110纳秒，比研究人员进行实验所花费的时间多了几纳秒。

在最新研究中，ETF科学家让两个各包含一个超导电路的低温恒温器通过一根30米长的管子连接，其内部冷却到略高于绝对零度的温度，然后用随机数生成器来决定对量子比特进行何种测量，以避免人为偏差。研究人员以每秒12500次测量的速度进行了400多万次测量，将所有这些数据点放在一起分析，非常确定地发现，量子比特确实在经历爱因斯坦所说的“鬼魅般的超距作用”。

研究人员表示，他们开展的这一测试证明，超导量子比特有能力利用独特的量子特性，跨越30米连接量子比特的成功对量子计算和加密尤其有希望，未来有望扩大基于超导电路的量子计算机的规模，例如出现类似量子超级计算机中心。