早在2020年2月，美国能源部阿贡国家实验室和芝加哥大学的科学家透露，他们已经实现了量子纠缠-在其中量子对纠缠了两个微小粒子的行为，因此它们的状态相同。位于芝加哥郊区的52英里(83.7公里)量子环路网络。

如果您不是一位熟悉量子力学的科学家，那么您可能想知道到底有什么大惊小怪的，也就是说，物质和能量在最小现实尺度上的行为，与我们所看到的世界截然不同我们。

但是研究人员的壮举可能是未来几十年开发功能强大的互联网新版本的重要一步。代替今天的网络使用的只能表示0或1的位，未来的量子互联网将利用量子信息的量子位，该量子信息可以具有无限数量的值。(一个量子位是量子计算机的信息单位;就像普通计算机中的一个位)。

这将为量子互联网提供更多的带宽，这将有可能连接超强大的量子计算机和其他设备，并运行海量的应用程序，而这正是我们现在的互联网无法实现的。

David Awschalom通过电子邮件解释说：“量子互联网将成为量子生态系统的平台，在那里，计算机，网络和传感器以一种全新的方式交换信息，传感，通信和计算实际上可以作为一个整体协同工作。” 他是芝加哥大学普利兹克分子工程学院的自旋电子学和量子信息学教授，也是阿尔贡大学的高级科学家，后者领导了量子环路项目。解释量子互联网

那么，为什么我们需要这个，它做什么呢?首先，量子互联网并不是我们现在拥有的常规互联网的替代品。相反，它将是它的补充或分支。它将能够解决困扰当前互联网的一些问题。例如，量子互联网将为黑客和网络分子提供更大的保护。现在，如果纽约的爱丽丝通过互联网向加利福尼亚的鲍勃发送了一条消息，则该消息或多或少地沿一条直线从另一海岸传播到另一海岸。在此过程中，传输消息的信号会下降。中继器读取信号，放大并纠正错误。但是此过程允许黑客“闯入”并拦截消息。

但是，量子消息不会有这个问题。量子网络使用光子粒子发送不易受到网络攻击的消息。洛斯阿拉莫斯国家实验室的研究员雷·纽厄尔说，与其使用数学上的复杂性加密消息，不如依靠量子物理学的特殊规则。对于量子信息，“您不能复制它或将其切成两半，甚至不对其进行更改就无法查看它。” 实际上，正如《连线》杂志所指出的那样，仅仅试图截取一条消息就会破坏该消息。这将使加密比现在可用的任何加密方法安全得多。

位于巴吞鲁日的路易斯安那州立大学的研究员Sumeet Khatri说：“了解量子互联网概念的最简单方法是通过量子隐形传态。” 他和他的同事写了一篇关于天基量子互联网的可行性的论文，正如《技术评论》(Technology Review)所描述的那样，卫星将不断地将纠缠的光子向下传播到地球表面。

卡特里说：“量子隐形传态不同于非科学家在科幻电影中所见到的东西。” “在量子隐形传态中，两个想要交流的人共享一对纠缠在一起的量子粒子。然后，通过一系列操作，发送器可以将任何量子信息发送到接收器(尽管它不能比光更快地完成)速度，这是一个普遍的误解。)这种在全世界成对的人之间共享的纠缠在一起的集合实质上构成了量子互联网。核心研究问题是如何最好地将这些纠缠的对分配给分布在世界各地的人们。”

一旦有可能大规模地进行这项工作，量子互联网将变得如此之快，以至于遥远的时钟可以比当今最好的原子钟更精确地同步一千倍，正如《宇宙》杂志所详述的那样。这将使GPS导航比现在更加精确，并绘制地球引力场的详细图，以便科学家可以发现引力波的波纹。它还可能使从遥远的可见光望远镜传送光子到整个地球，并将它们链接到一个巨大的虚拟天文台。全球超强大的量子计算机网络也可以一起工作，并创建极其复杂的仿真。例如，这可能使研究人员能够更好地了解分子和蛋白质的行为，并开发和测试新的药物。

这也可能有助于物理学家解决一些长期存在的谜团。纽厄尔说：“我们没有关于宇宙如何运转的完整图景。” “我们对量子力学的工作原理有很好的了解，但对影响的了解还不是很清楚。量子力学与我们的经验相交的地方，情况是模糊的。”建立量子互联网的挑战

但是，在这一切发生之前，研究人员必须弄清楚如何构建量子互联网，并且鉴于量子力学的怪异之处，这并非易事。彼得斯说：“在古典世界中，您可以对信息进行编码并保存，并且信息不会衰减。” “在量子世界中，您对信息进行编码，并且信息几乎立即开始衰减。”

另一个问题是，由于与量子信息相对应的能量确实很少，因此很难阻止其与外界相互作用。如今，“在许多情况下，量子系统只能在非常低的温度下工作”，纽厄尔说。“另一种选择是在真空中工作，并将所有空气抽出。”

为了发挥量子互联网的功能，纽厄尔说，我们将需要尚未开发的各种硬件。因此，尽管有一位中国科学家已经预见到量子互联网最早可能在2030年建成，但在这一点上很难确切说出量子互联网何时开始运行。