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科技日報記者 吳長鋒gM6即熱新聞——關(guān)注每天科技社會生活新變化gihot.com

記者16日從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校潘建偉、包小輝、張強(qiáng)等首次采用單光子干涉在獨(dú)立存儲節(jié)點(diǎn)間建立糾纏，并以此為基礎(chǔ)構(gòu)建了國際首個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整整提升了三個數(shù)量級至幾十公里，為后續(xù)開展盲量子計算、分布式量子計算、量子增強(qiáng)長基線干涉等量子網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用奠定了科學(xué)與技術(shù)基礎(chǔ)。相關(guān)研究成果于5月15日在線發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊《自然》雜志上。gM6即熱新聞——關(guān)注每天科技社會生活新變化gihot.com

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基于量子網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)現(xiàn)廣域量子密鑰分發(fā)以及分布式量子計算和量子傳感，構(gòu)成未來“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算、分布式量子傳感等進(jìn)一步量子網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，需要采用量子中繼技術(shù)在遠(yuǎn)距離量子存儲器間構(gòu)建量子糾纏，在此基礎(chǔ)上通過廣域量子隱形傳態(tài)將各個量子信息處理節(jié)點(diǎn)連接起來。gM6即熱新聞——關(guān)注每天科技社會生活新變化gihot.com

在遠(yuǎn)距離分離的獨(dú)立量子存儲器間建立糾纏，主要挑戰(zhàn)在于如何控制單光子相位。為解決這一難題，團(tuán)隊(duì)設(shè)計并發(fā)展了一套非常精巧的相位控制方案，首先通過超穩(wěn)腔穩(wěn)頻來壓制控制激光線寬，其次通過光鎖相環(huán)來構(gòu)建讀寫激光間的相位關(guān)聯(lián)，最后通過遠(yuǎn)程分時相位比對來構(gòu)建兩節(jié)點(diǎn)間的相位關(guān)聯(lián)。采用以上相位控制技術(shù)，并利用量子頻率轉(zhuǎn)換，團(tuán)隊(duì)成功實(shí)現(xiàn)了相距十幾千米遠(yuǎn)的量子存儲器之間的糾纏。以此為基礎(chǔ)，研究團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了國際上首個城域三節(jié)點(diǎn)量子糾纏網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)可以在任意兩個量子存儲器節(jié)點(diǎn)間建立糾纏。gM6即熱新聞——關(guān)注每天科技社會生活新變化gihot.com

這項(xiàng)成果使得現(xiàn)實(shí)量子糾纏網(wǎng)絡(luò)的距離由幾十米提升至幾十公里，為后續(xù)開展分布式量子計算、分布式量子傳感等量子網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。該工作是國際首個城域多節(jié)點(diǎn)量子網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)。審稿人對該工作給予高度評價：“他們的成果開啟了量子互聯(lián)網(wǎng)研究的新篇章”，“為未來大規(guī)模量子網(wǎng)絡(luò)鋪平了道路”。gM6即熱新聞——關(guān)注每天科技社會生活新變化gihot.com

（中國科大供圖）gM6即熱新聞——關(guān)注每天科技社會生活新變化gihot.com

責(zé)任編輯： 王倩