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從幾十米提升至幾十公里!中國科學(xué)家構建國際首個(gè)基于糾纏的城域量子網(wǎng)絡(luò )

2024-05-16 09:22:38 來(lái)源:新華網(wǎng) 作者: 徐海濤、戴威 點(diǎn)擊圖片瀏覽下一頁(yè)

 

  記者從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉,該校潘建偉、包小輝、張強等人近期首次采用單光子干涉在獨立存儲節點(diǎn)間建立糾纏,并以此為基礎構建了國際首個(gè)基于糾纏的城域三節點(diǎn)量子網(wǎng)絡(luò )。該研究使得現實(shí)量子糾纏網(wǎng)絡(luò )的距離由以往的幾十米整整提升了三個(gè)數量級至幾十公里,為后續開(kāi)展盲量子計算、分布式量子計算、量子增強長(cháng)基線(xiàn)干涉等量子網(wǎng)絡(luò )應用奠定了科學(xué)與技術(shù)基礎。5月15日國際學(xué)術(shù)期刊《自然》發(fā)表了該成果。

  通過(guò)量子態(tài)的遠程傳輸來(lái)構建量子網(wǎng)絡(luò )是大尺度量子信息處理的基本要素;诹孔泳W(wǎng)絡(luò ),可以實(shí)現廣域量子密鑰分發(fā)以及分布式量子計算和量子傳感,構成未來(lái)“量子互聯(lián)網(wǎng)”的技術(shù)基礎。

  為在遠距離分離的獨立量子存儲器間建立糾纏,主要挑戰在于如何控制單光子相位。近期,潘建偉團隊設計并發(fā)展了一套非常精巧的相位控制方案:首先通過(guò)超穩腔穩頻來(lái)壓制控制激光線(xiàn)寬,其次通過(guò)光鎖相環(huán)來(lái)構建讀寫(xiě)激光間的相位關(guān)聯(lián),最后通過(guò)遠程分時(shí)相位比對來(lái)構建兩節點(diǎn)間的相位關(guān)聯(lián)。采用以上相位控制技術(shù),并利用量子頻率轉換,團隊成功實(shí)現了相距十幾千米遠的量子存儲器之間的糾纏。以此為基礎,他們構建了國際上首個(gè)城域三節點(diǎn)量子糾纏網(wǎng)絡(luò ),該網(wǎng)絡(luò )可以在任意兩個(gè)量子存儲器節點(diǎn)間建立糾纏。

 

 

  實(shí)驗節點(diǎn)布局示意圖。其中Alice節點(diǎn)位于中科大東區、Bob節點(diǎn)位于合肥創(chuàng )新產(chǎn)業(yè)園、Charlie節點(diǎn)位于安徽光機所。(研究團隊供圖)

  這項研究使得現實(shí)量子糾纏網(wǎng)絡(luò )的距離由幾十米提升至幾十公里,為后續開(kāi)展分布式量子計算、分布式量子傳感等量子網(wǎng)絡(luò )應用奠定基礎!蹲匀弧冯s志審稿人對此給予高度評價(jià),認為“他們的成果開(kāi)啟了量子互聯(lián)網(wǎng)研究的新篇章”,“為未來(lái)大規模量子網(wǎng)絡(luò )鋪平了道路”。

責任編輯: 王薛灃
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