科技進展

中國科學家成功實現相距50公里光纖的存儲器間的量子糾纏

  

      中國科學技術大學潘建偉、包小輝、張強等與濟南量子技術研究院與上海微系統所尤立星等合作,在量子中繼與量子網絡方向取得重大突破。他們通過發展高亮度光與原子糾纏源、低噪高效單光子頻率轉換技術和遠程單光子精密干涉技術,利用上海微系統所研發的高性能超導納米線單光子探測器件,成功地將相距50公里光纖的兩個量子存儲器糾纏起來,并演示了經由22公里外場光纖的雙節點糾纏,為構建基于量子中繼的量子網絡奠定了基礎。該成果于近日發表在國際權威學術期刊《自然》上。 

  構建全球化量子網絡并在此基礎上實現量子通信是量子信息研究的終極目標之一,國際學術界廣泛采用的量子通信網絡發展路線是通過基于衛星的自由空間信道來實現廣域大尺度覆蓋,通過光纖網絡來實現城域及城際的地面覆蓋。然而受限于光信號在光纖內的指數衰減,最遠的點對點地面安全通信距離僅為百公里量級。將遠距離點對點傳輸改為分段傳輸,并采用量子中繼技術進行級聯,有望進一步大幅拓展安全通信距離,并使得構建全量子網絡成為可能。

  該工作得到《自然》審稿人的高度評價“該結果是非常杰出的,向實現量子中繼方向邁出了重要一步(these are certainly outstanding results, and steps forward for the work that needs to be carried out to implement quantum repeaters)”,“將這些操作拓展至城域距離是本領域的一個重大進展(bringing the operation of these systems to metropolitan distances is a major advance on the field)”。

   論文鏈接: https://doi.org/10.1038/s41586-020-1976-7

  

  

 實驗方案示意圖