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來自英國、瑞典、意大利和荷蘭的科學家組成的國際科研團隊，發現了一種強大的新方法，能精準控制光纖內部的光學電路。這一成果有望促進不可破解的通信網絡和超快量子計算機的實現。相關論文發表于19日出版的《自然·物理學》雜志。

光穿過位于傳統電子電路板上部的光纖。   圖片來源：赫瑞—瓦特大學

最新研究負責人、英國赫瑞—瓦特大學教授梅于爾·馬利克解釋說，光能攜帶大量信息，用光而非電進行計算的光學電路被視為計算技術的下一個重大飛躍。但隨著光學電路變得越來越大、越來越復雜，光學電路更難控制和制造，也影響了其性能。在最新研究中，他們利用商業光纖內部光的自然散射行為，以高度精確的方式對其中的光學電路進行編程。

當光進入光纖時，會以復雜的方式散射和混合。通過深入了解這個復雜過程，并精確地塑造進入光纖的光，研究團隊找到了對其中的光學電路進行編程的方法。

馬利克說，科學家可在一個光子上編碼很多信息，例如其空間結構、時間和顏色等。如果能同時使用所有這些屬性進行計算，就會釋放出巨大的處理能力。光學電路對量子技術的發展至關重要，包括具有強大處理能力的量子計算機和無法被黑客入侵的量子通信網絡。量子通信網絡的末端需要光學電路，以對長距離傳播后的信息進行測量；量子計算機則使用光學電路對光粒子進行復雜計算。量子計算機有望在藥物開發、氣候預測和太空探索等領域發揮重要作用，機器學習也需要借助光學電路快速處理大量數據。

研究人員展示了如何用他們的可編程光學電路操縱量子糾纏。糾纏在許多量子技術中發揮著重要作用，例如糾正量子計算機內部的錯誤，實現最安全的量子加密等。