近年來，隨著量子力學領域的不斷突破，量子計算受到了越來越多的關注。量子計算作為一種遵循量子力學規(guī)律調(diào)控量子信息單元進行計算的新型計算模式，它與現(xiàn)有計算模式完全不同。
在經(jīng)典計算機中，信息的基本單位是位（Bit）。所有這些計算機所做的事情都可以被分解成0s和1s的模式，以及0s和1s的簡單操作。
與傳統(tǒng)計算機由比特構(gòu)成的方式類似，量子計算機由量子比特（quantum bits）或量子位（qubits）構(gòu)成，一個量子比特對應一個狀態(tài)（state）。但是，比特的狀態(tài)是一個數(shù)字（0或1），而量子比特的狀態(tài)是一個向量。更具體地說，量子位的狀態(tài)是二維向量空間中的向量。這個向量空間稱為狀態(tài)空間。
經(jīng)典計算使用二進制的數(shù)字電子方式進行運算，而二進制總是處于0或1的確定狀態(tài)。于是，量子計算借助量子力學的疊加特性，能夠?qū)崿F(xiàn)計算狀態(tài)的疊加。即不僅包含0和1，還包含0和1同時存在的疊加態(tài)(superposition)。
此外，加上量子糾纏的特性，量子計算相較于當前使用最強算法的經(jīng)典計算機，理論上將在一些具體問題上有更快的處理速度和更強的處理能力。而利用量子力學的反直覺特性制造出的量子計算機，可以達成任何機器都無法實現(xiàn)的運算壯舉。
如今，量子計算機開始展示其真正實力，諸如Google和IBM之類的計算巨頭，連同眾多小規(guī)模競爭對手，開始了量子硬件的建造與完善。去年，國產(chǎn)九章量子計算機在200秒內(nèi)完成了一項普通超算需要25億年才能完成的計算。
但是，量子計算的更大挑戰(zhàn)，在于量子比特對于環(huán)境干擾相當敏感。就算是極其微小溫度變化或波動，都可能對數(shù)據(jù)有效性造成影響，意味著長距離的量子信息傳輸也相當困難。現(xiàn)在，東芝研究團隊則稱，他們通過光纖開展的量子通信創(chuàng)下了新距離紀錄。
實驗成功的關鍵，在于其開發(fā)的所謂“雙波段穩(wěn)定”新技術。在量子比特的基礎上，它還會發(fā)送兩個光參考信號。這些信號被編碼為弱光脈沖的相位延遲，其中第一個參考信號的波長，旨在抵消環(huán)境的擾動。而第二個參考信號的工作波長，則與量子比特本身相同，以用于精確控制光的相位。
基于此，東芝團隊得以將量子信號維持在幾十納米以內(nèi)，反之又讓它們能夠在600公里的光纖上傳輸數(shù)據(jù)——達到了此前紀錄的六倍。盡管這并不是當前已經(jīng)取得的最遠距離的量子信息傳輸紀錄，因為衛(wèi)星傳輸依然憑借1200公里（746英里）的優(yōu)勢高居榜首，但量子互聯(lián)網(wǎng)仍需與衛(wèi)星/光線網(wǎng)絡混合使用。
這一進展或?qū)⑦M一步擴展了量子鏈路的最大跨度，有助于實現(xiàn)跨城市、國家、甚至大陸的傳輸，而無需使用受信任的中間節(jié)點。其研究已發(fā)表在近日出版的《Nature Photonics》期刊上
