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我國科學(xué)家構(gòu)建國際首個基于糾纏的城域量子網(wǎng)絡(luò)

2024-05-16 07:22:56 來源：央視新聞客戶端 A+A-

近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉,、包小輝,、張強(qiáng)等科研人員首次采用單光子干涉在獨立存儲節(jié)點間建立糾纏,，并以此為基礎(chǔ)構(gòu)建了國際首個基于糾纏的城域三節(jié)點量子網(wǎng)絡(luò)。

該工作使得現(xiàn)實量子糾纏網(wǎng)絡(luò)的距離由以往的幾十米整整提升了三個數(shù)量級至幾十公里,，為后續(xù)開展盲量子計算,、分布式量子計算、量子增強(qiáng)長基線干涉等量子網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用奠定了科學(xué)與技術(shù)基礎(chǔ),。相關(guān)研究成果于5月15日在線發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊《自然》雜志上,。

圖：實驗節(jié)點布局示意圖。其中Alice節(jié)點位于中國科大東區(qū),、Bob節(jié)點位于合肥創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)園,、Charlie節(jié)點位于安徽光機(jī)所。

通過量子態(tài)的遠(yuǎn)程傳輸來構(gòu)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)，可以實現(xiàn)廣域量子密鑰分發(fā)以及分布式量子計算和量子傳感,，構(gòu)成未來“量子互聯(lián)網(wǎng)”的技術(shù)基礎(chǔ),。目前，基于單光子傳輸?shù)牧孔用荑€網(wǎng)絡(luò)已發(fā)展成熟,，而面向分布式量子計算,、分布式量子傳感等進(jìn)一步量子網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，需要采用量子中繼技術(shù)在遠(yuǎn)距離量子存儲器間構(gòu)建量子糾纏,，在此基礎(chǔ)上通過廣域量子隱形傳態(tài)將各個量子信息處理節(jié)點連接起來,。

在量子隱形傳態(tài)方面，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉研究團(tuán)隊一直處于國際領(lǐng)先水平,，先后實現(xiàn)了多終端,、多體以及多自由度的量子隱形傳態(tài)，為實現(xiàn)量子信息在量子網(wǎng)絡(luò)中的傳輸途徑奠定了技術(shù)基礎(chǔ),。在量子存儲與量子中繼方面,，研究團(tuán)隊長期開展了相關(guān)研究，在國際上率先實現(xiàn)了具有存儲功能的穩(wěn)定量子中繼節(jié)點,；為提升存儲壽命,、讀出效率、糾纏制備概率等關(guān)鍵指標(biāo),，團(tuán)隊發(fā)展了三維光晶格冷原子量子存儲等多項關(guān)鍵技術(shù)，不僅實現(xiàn)了綜合性能最優(yōu)的冷原子量子存儲器,，還實現(xiàn)了確定性的光與原子糾纏制備,。

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