我國學(xué)者研究“多節(jié)點量子網(wǎng)絡(luò)”取得基礎(chǔ)性突破 增加節(jié)點間距離

近期，中科院院士、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授潘建偉、教授包小輝等人研究量子網(wǎng)絡(luò)取得重要進(jìn)展，成功地利用多光子干涉將分離的3個冷原子量子存儲器糾纏起來，為構(gòu)建多節(jié)點、遠(yuǎn)距離的量子網(wǎng)絡(luò)奠定了基礎(chǔ)。國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然·光子學(xué)》日前發(fā)表了該成果，審稿人認(rèn)為這是“多節(jié)點量子網(wǎng)絡(luò)研究的里程碑”。

與現(xiàn)有的電子計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相對應(yīng)，量子網(wǎng)絡(luò)指的是遠(yuǎn)程量子處理器間的互聯(lián)互通，按發(fā)展程度可分為量子密鑰網(wǎng)絡(luò)、量子存儲網(wǎng)絡(luò)、量子計算網(wǎng)絡(luò)三個階段。

由于量子網(wǎng)絡(luò)的重要應(yīng)用價值，國際科技競爭非常激烈。目前量子密鑰網(wǎng)絡(luò)已較為成熟，正在進(jìn)入規(guī)模化應(yīng)用，如我國已經(jīng)建成的量子保密通信“京滬干線”。在下一階段的量子存儲網(wǎng)絡(luò)方面，當(dāng)前的主要科研目標(biāo)是拓展節(jié)點數(shù)目、增加節(jié)點間距離。

構(gòu)建量子存儲網(wǎng)絡(luò)的基本資源是光與原子間的量子糾纏，糾纏的亮度及品質(zhì)決定了量子網(wǎng)絡(luò)的尺度與規(guī)模。

以高亮度光與原子糾纏為基礎(chǔ)，研究人員通過制備多對糾纏，用3光子干涉成功地將3個原子系綜量子存儲器糾纏起來。

實驗中的3個量子存儲器位于兩間獨立的實驗室里，二者之間由18米的單模光纖相連。研究人員介紹，結(jié)合相關(guān)新型存儲和糾纏技術(shù)，他們未來有望進(jìn)一步增加節(jié)點數(shù)目;采用量子頻率轉(zhuǎn)換技術(shù)將原子波長轉(zhuǎn)換至通信波段，也有望大幅擴(kuò)展節(jié)點間的距離。