中科大團隊首次實現(xiàn)多模式量子中繼

中國教育報-中國教育新聞網(wǎng)訊（記者 方夢宇）日前，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)郭光燦院士團隊李傳鋒、周宗權(quán)研究組首次實現(xiàn)多模式復(fù)用的量子中繼基本鏈路，展現(xiàn)了多模式復(fù)用的量子通信加速效果，并實現(xiàn)了兩個固態(tài)存儲器的量子糾纏。該工作為高速率、大尺度量子網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)提供了全新實現(xiàn)方案。《自然》雜志于6月2日發(fā)表了該成果。

據(jù)悉，李傳鋒、周宗權(quán)研究組長期從事基于稀土摻雜晶體的吸收型量子存儲器的研究。在基于吸收型量子存儲器的量子中繼架構(gòu)中，量子光源是與量子存儲器相獨立的，所以這種架構(gòu)可以同時兼容確定性量子光源以及多模式復(fù)用，是目前理論上傳輸速率最快的量子中繼方案。

經(jīng)過3年多的不懈努力，課題組成功使用吸收型量子存儲器演示了量子中繼的基本鏈路。一個基本鏈路由兩個分離的量子節(jié)點，以及中間站點貝爾態(tài)測量裝置組成。每個量子節(jié)點中除了“牛郎”“織女”量子存儲器之外，還各有一個糾纏光子對。實驗中，每個糾纏光子對中的一個光子被量子存儲器捕獲并存儲，每個糾纏光子對的另一個光子通過光纖同時傳輸至中間站點“鵲橋”進行貝爾態(tài)測量，測量的過程就是糾纏建立的過程。因此，“牛郎”和“織女”借助“鵲橋”可以在沒見面的情況下成功建立糾纏。

審稿人對該工作給予了高度評價：“這個工作是對量子中繼器基本鏈路的一個非常直接和清晰的演示……這是一項重要的成就，將為接下來的研究奠定基礎(chǔ)?！?“這個實驗在量子中繼應(yīng)用中具有一系列的優(yōu)勢，比如多模式復(fù)用?！?/p>

實驗室場景 學(xué)校供圖