量子運(yùn)算將推動(dòng)未來的電腦革命，催生性能超越大型超級(jí)電腦的小型硬體系統(tǒng)，且配備能阻絕所有駭客、無法破解的加密功能；不過在量子運(yùn)算領(lǐng)域還缺了一塊，也就是愛因斯坦(Einstein)所提出的“鬼魅般的遠(yuǎn)距作用(spooky action at a distance)”──量子糾纏，指的是可靠來源的糾纏光子會(huì)反映彼此的狀態(tài)，無論它們?cè)跇?biāo)準(zhǔn)CMOS晶片上距離多遠(yuǎn)。而現(xiàn)在義大利帕維亞大學(xué) (Universita degli Studi di Pavia)的科學(xué)家聲稱，他們已經(jīng)與英國格拉斯哥大學(xué)(University of Glasgow)以及加拿大多倫多大學(xué)(University of Toronto)合作，突破了這個(gè)工程上的最后障礙。“我們的想法 是將雷射光打入一個(gè)微小的環(huán)中，提高兩個(gè)光子交互作用的概率；我們認(rèn)為這種方法特別可以用來產(chǎn)生糾纏的光子對(duì)。”帕維亞大學(xué)教授Daniele Bajoni表示：“以往我們發(fā)現(xiàn)，把光局限在環(huán)狀振諧器(resonator)內(nèi)，能大幅強(qiáng)化光與物質(zhì)之間的交互作用，最新的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示那是可以透過 設(shè)計(jì)達(dá)成、并非偶然的現(xiàn)象。”晶片上的量子糾纏現(xiàn)象最立即的應(yīng)用就是無法破解的加密，晶片廠商所要做的只有打造矽光子環(huán)狀振蕩器以及流行的量子加密演算法，就能產(chǎn)生在實(shí)驗(yàn)室經(jīng)過證實(shí)的糾纏現(xiàn)象(但科學(xué)家們是利用笨重的昂貴儀器而非廉價(jià)的晶片)。

　　Bajoni 解釋，利用量子糾纏現(xiàn)象最常見的加密演算法就是Eckert協(xié)議，其原理基本上就是讓傳遞資訊的雙方(代號(hào)是Alice與Bob)交換一組糾纏的光子對(duì)， 例如把閑置的光子傳送給Alice，然后帶著訊號(hào)的光子則傳送給Bob；Alice會(huì)對(duì)她的光子執(zhí)行特定的量測(cè)，取得隨機(jī)的結(jié)果(例如1100101)， 而如果Bob在他的光子上也執(zhí)行了正確的量測(cè)，因?yàn)榧m纏現(xiàn)象，他所得到的隨機(jī)位元字串會(huì)跟Alice是一樣的。“然后它們之間就能利用那個(gè)隨機(jī)位元字串加密訊號(hào)，再用一般頻道來傳送；”Bajoni表示：“而如果有人竊聽Alice與Bob之間交換的糾纏光子，其行為就會(huì)改變光子的特性，因此Alice與Bob就會(huì)發(fā)現(xiàn)有人在竊聽，并因此確保通訊的安全性。”

　　微小的20微米尺寸環(huán)狀振蕩器能發(fā)射連續(xù)的糾纏光子束，催生未來的量子電腦以及無法破解密碼的晶片（來源：Universita degli Studi di Pavia）