一种新的字母 用于以非常快的粒子来写入和读取量子消息

量子信息依赖于在量子粒子中写入消息并以可靠方式读出消息的可能性。但是，如果粒子是相对论的，则意味着粒子以接近光速的速度运动，那么标准技术就不可能明确地解码消息并且通信失败。维也纳大学和奥地利科学院的研究人员采用一种新的方法来编写和读取消息，从而保证了对量子消息的可靠解码，这些消息以极快的速度传输。发表在PRL期刊上的结果为量子信息和量子通信中的技术应用开辟了新的可能性。

让我们想象一下以下情况：安娜和比尔想通过使用量子粒子的属性进行通信来交换消息，例如电子的自旋，这是粒子旋转的固有形式。比尔需要尽快发送安娜的信息，因此安娜必须以最快的速度发送电子，该速度非常接近光速。鉴于安娜在实验室中将电子定位在外，因此量子物理学的基本原理之一(海森堡不确定性原理)禁止以任意精度定义电子的速度。当电子极快地移动时，相对论地讲，狭义相对论和量子物理学之间的相互作用导致电子的自旋和速度纠缠。由于这种相关性比传统上更强，Bill无法使用标准方法读出旋转。安娜和比尔可以改善他们的沟通策略吗?

维也纳大学的ČaslavBrukner和奥地利科学院的量子光学与量子信息研究所(IQOQI-Vienna)领导的一组研究人员介绍了一种新颖的替代方法，可以替代Anna和Bill使用的标准字母。他们的技术保证了即使是粒子根据海森堡的不确定性原理和特殊的相对性(由于其极高的速度)而根据量子力学行为时，也可以明确地解码由安娜撰写并由比尔阅读的消息。

《 Physical Review Letters》杂志上提出的新颖方法为移动非常快的量子粒子自旋提供了新的定义。因此，它修改了Anna写消息的方式和Bill阅读消息的方式。这项技术的关键是在电子静止时使用的标准字母和电子非常快地移动时使用的新字母之间“翻译”消息的方式。该论文的主要作者弗拉米尼亚·贾科米尼(Flaminia Giacomini)说：“这些结果表明，这种翻译程序可以为相对论量子信息打开新的应用领域。” 例如，该技术在基于卫星的量子通信中可能很有用，在该通信中，携带消息的粒子必须在两个遥远的点之间快速传播。