近日，中国科学技术大学潘建伟及其同事在可扩展量子网络研究方面取得重大突破。
量子网络示意图 图源：中国科学技术大学
据微信公众号“中国科学技术大学”2月6日消息，该校潘建伟及其同事汪野、万雍、张强等与合作者合作，在国际上首次构建出可扩展量子中继的基本模块，并实现了单原子节点间的远距离高保真纠缠，在此基础上首次将器件无关量子密钥分发（DI－QKD）的传输距离突破百公里，极大推进了该技术的实用化进程。
研究团队通过发展长寿命囚禁离子量子存储器、高效率离子—光子通信接口及高保真度单光子纠缠协议，在国际上首次实现长寿命量子纠缠，纠缠寿命（550毫秒）显着超过纠缠建立所需的时间（450毫秒），从而成功构建了可扩展量子中继的基本模块，使得远距离量子网络成为现实可能。
可扩展量子中继的基本模块原理图。（1）实验由长寿命囚禁离子量子储存器、高效率量子频率转换模块与高对比度单光子干涉模块组成。（2）纠缠建立速率为2.226赫兹，即等待时间约450毫秒。（3）纠缠寿命约550毫秒。图源：中国科学技术大学
基于可扩展量子中继技术，研究团队进一步成功实现了两个铷原子间的远距离高保真纠缠。在此基础上，研究团队首次将设备无关量子密钥分发的距离突破百公里，较国际此前最好实验水平提升两个数量级以上。
潘建伟院士表示，上述突破是中国继“墨子号”量子卫星之后又一里程碑式成果，标志着基于量子纠缠的光纤量子网络正在从理论构想走向现实可能，进一步扩大了中国在该领域的国际领先优势。（完）
香港新闻社
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