中新社合肥5月16日電 (記者 吳蘭)記者16日從中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校潘建偉、包小輝、張強(qiáng)等近日構(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提升至幾十公里，整整提升了三個(gè)數(shù)量級(jí)。
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》(Nature)雜志上。該項(xiàng)研究為后續(xù)開(kāi)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)。
通過(guò)量子態(tài)的遠(yuǎn)程傳輸來(lái)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(lái)“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)算等進(jìn)一步量子網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，需要通過(guò)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(lái)。
近年來(lái)，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉團(tuán)隊(duì)在量子領(lǐng)域取得諸多重要進(jìn)展。例如，在量子存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)方向，該團(tuán)隊(duì)于2020年在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，成功在兩個(gè)由50公里長(zhǎng)光纖連接的量子存儲(chǔ)器間實(shí)現(xiàn)雙節(jié)點(diǎn)的量子糾纏。
為在遠(yuǎn)距離分離的獨(dú)立量子存儲(chǔ)器間建立糾纏，主要挑戰(zhàn)在于如何控制單光子相位?；诖饲霸诩m纏速率等方面的研究?jī)?yōu)勢(shì)，研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)并發(fā)展了一套非常精巧的相位控制方案，成功實(shí)現(xiàn)了相距十幾公里遠(yuǎn)的量子存儲(chǔ)器之間的糾纏，并以此為基礎(chǔ)，構(gòu)建了國(guó)際上首個(gè)城域三節(jié)點(diǎn)量子糾纏網(wǎng)絡(luò)。
《自然》雜志也在同一期發(fā)表了美國(guó)哈佛大學(xué)Lukin團(tuán)隊(duì)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)進(jìn)展，該團(tuán)隊(duì)首次在SiV色心體系實(shí)現(xiàn)了雙節(jié)點(diǎn)遠(yuǎn)距離糾纏。二者相比，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)成果在糾纏效率方面有明顯優(yōu)勢(shì)。(完)