我國(guó)科學(xué)家構(gòu)建國(guó)際首個(gè)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(guó)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(dú)立存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)間建立糾纏,，并以此為基礎(chǔ)構(gòu)建了國(guó)際首個(gè)基于糾纏的城域三節(jié)點(diǎn)量子網(wǎng)絡(luò),。

該工作使得現(xiàn)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(shù)量級(jí)至幾十公里，為后續(xù)開展盲量子計(jì)算,、分布式量子計(jì)算,、量子增強(qiáng)長(zhǎng)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(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然》雜志上,。

圖：實(shí)驗(yàn)節(jié)點(diǎn)布局示意圖,。其中Alice節(jié)點(diǎn)位于中國(guó)科大東區(qū)、Bob節(jié)點(diǎn)位于合肥創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)園,、Charlie節(jié)點(diǎn)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(shí)現(xiàn)廣域量子密鑰分發(fā)以及分布式量子計(jì)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(jì)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(chǔ)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(gè)量子信息處理節(jié)點(diǎn)連接起來,。

在量子隱形傳態(tài)方面,，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉研究團(tuán)隊(duì)一直處于國(guó)際領(lǐng)先水平，先后實(shí)現(xiàn)了多終端,、多體以及多自由度的量子隱形傳態(tài),，為實(shí)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(chǔ)與量子中繼方面,，研究團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期開展了相關(guān)研究,，在國(guó)際上率先實(shí)現(xiàn)了具有存儲(chǔ)功能的穩(wěn)定量子中繼節(jié)點(diǎn)；為提升存儲(chǔ)壽命,、讀出效率,、糾纏制備概率等關(guān)鍵指標(biāo)，團(tuán)隊(duì)發(fā)展了三維光晶格冷原子量子存儲(chǔ)等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),，不僅實(shí)現(xiàn)了綜合性能最優(yōu)的冷原子量子存儲(chǔ)器,，還實(shí)現(xiàn)了確定性的光與原子糾纏制備。

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