中國(guó)教育報(bào)-中國(guó)教育新聞網(wǎng)訊（記者 方夢(mèng)宇）日前，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)郭光燦院士團(tuán)隊(duì)李傳鋒、周宗權(quán)研究組首次實(shí)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(shí)現(xiàn)了兩個(gè)固態(tài)存儲(chǔ)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(shí)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(zhǎng)期從事基于稀土摻雜晶體的吸收型量子存儲(chǔ)器的研究。在基于吸收型量子存儲(chǔ)器的量子中繼架構(gòu)中，量子光源是與量子存儲(chǔ)器相獨(dú)立的，所以這種架構(gòu)可以同時(shí)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(guò)3年多的不懈努力，課題組成功使用吸收型量子存儲(chǔ)器演示了量子中繼的基本鏈路。一個(gè)基本鏈路由兩個(gè)分離的量子節(jié)點(diǎn)，以及中間站點(diǎn)貝爾態(tài)測(cè)量裝置組成。每個(gè)量子節(jié)點(diǎn)中除了“牛郎”“織女”量子存儲(chǔ)器之外，還各有一個(gè)糾纏光子對(duì)。實(shí)驗(yàn)中，每個(gè)糾纏光子對(duì)中的一個(gè)光子被量子存儲(chǔ)器捕獲并存儲(chǔ)，每個(gè)糾纏光子對(duì)的另一個(gè)光子通過(guò)光纖同時(shí)傳輸至中間站點(diǎn)“鵲橋”進(jìn)行貝爾態(tài)測(cè)量，測(cè)量的過(guò)程就是糾纏建立的過(guò)程。因此，“牛郎”和“織女”借助“鵲橋”可以在沒(méi)見(jiàn)面的情況下成功建立糾纏。

審稿人對(duì)該工作給予了高度評(píng)價(jià)：“這個(gè)工作是對(duì)量子中繼器基本鏈路的一個(gè)非常直接和清晰的演示……這是一項(xiàng)重要的成就，將為接下來(lái)的研究奠定基礎(chǔ)。” “這個(gè)實(shí)驗(yàn)在量子中繼應(yīng)用中具有一系列的優(yōu)勢(shì)，比如多模式復(fù)用。”

實(shí)驗(yàn)室場(chǎng)景 學(xué)校供圖