‘壹’ 什么是量子网络
量子网络是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。当某个装置处理和计算的是量子信息，运行的是量子算法时，它就是量子网络。量子网络的概念源于对可逆计算机的研究。研究可逆计算机的目的是为了解决计算机中的能耗问题。
20世纪60年代至70年代，人们发现能耗会导致计算机中的芯片发热，极大地影响了芯片的集成度，从而限制了计算机的运行速度。研究发现，能耗来源于计算过程中的不可逆操作。那么，是否计算过程必须要用不可逆操作才能完成呢？问题的答案是：所有经典计算机都可以找到一种对应的可逆计算机，而且不影响运算能力。既然计算机中的每一步操作都可以改造为可逆操作，那么在量子力学中，它就可以用一个幺正变换来表示。早期量子网络，实际上是用量子力学语言描述的经典计算机，并没有用到量子力学的本质特性，如量子态的叠加性和相干性。在经典计算机中，基本信息单位为比特，运算对象是各种比特序列。与此类似，在量子网络中，基本信息单位是量子比特，运算对象是量子比特序列。所不同的是，量子比特序列不但可以处于各种正交态的叠加态上，而且还可以处于纠缠态上。这些特殊的量子态，不仅提供了量子并行计算的可能，而且还将带来许多奇妙的性质。与经典计算机不同，量子网络可以做任意的幺正变换，在得到输出态后，进行测量得出计算结果。因此，量子计算对经典计算作了极大的扩充，在数学形式上，经典计算可看作是一类特殊的量子计算。量子网络对每一个叠加分量进行变换，所有这些变换同时完成，并按一定的概率幅叠加起来，给出结果，这种计算称作量子并行计算。除了进行并行计算外，量子网络的另一重要用途是模拟量子系统，这项工作是经典计算机无法胜任的。
‘贰’ 为什么叫量子网络
量子网络又称量子通信。
量子通信并不是所谓“瞬间移动”，但是其概念也很相近。量子网络应用的原理是量子纠缠（quantum entanglement）。量子纠缠描述了这样一个现象：两个彼此处于量子纠缠微观粒子无论距离多远，即使一个在太阳系另一个在几十万光年外的未知星云，只要这两个粒子彼此处于量子纠缠，则通过改变一个粒子的量子状态，就可以使另一个粒子状态也发生改变。一个粒子可以传递有限的信息，而亿万个粒子联手，就形成了量子网络。之前该领域面临的最大问题是如何保持脆弱的量子粒子的完好性，甚至只要我们看它一眼（当然你什么也看不到），光子就有可能将其破坏。研究人员此番在拉帕尔瓦将一些纠缠态量子中的一个通过高能量激光成功发射到特纳利夫岛。这样一来，一旦位于拉帕尔瓦的纠缠态光子有了变化，特纳利夫岛上的纠缠态光子就会“立刻响应”，这种传递没有任何的延迟，响应速度甚至超过了光速，但这种传递本质上是量子状态下的传送，而非实际物质的传递。
量子网络有何用途呢？从小的角度看，由量子理论我们可以知道，没有人可以对纠缠态光子进行“监控”，因此人们可以通过量子网络建立起一套无法被破译的安全密钥系统，相信这将受到各国政府的热烈欢迎。从长远角度看，量子网络可以构架出一个由量子计算机构成的因特网主干，从理论上来说，每台链接到量子网络的量子计算机和量子芯片都可以通过纠缠态光子“立即”与彼此建立连接。
研究人员下一步的工作重点是发射一个能够收发量子的近地轨道卫星，这并不是件容易的事，所以我们可能还得等上几年（或者几十年）。不过这个领域的发展速度已经超乎了我们的想象。就在两年前，量子数据传输的距离记录还是中国团队创造的16千米，今年年初这个数据就被他们刷新至97千米，现在我们已经能够达到143千米了。谁知道呢，说不定我们在有生之年就能看到传说中的量子网络的诞生了。