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“量子鵲橋”技術可將量子通信速率提升

發布時間:2021-06-03文章發布:同安歐寶體育在線
 
  

當兩個量子產生“糾纏”,一個變了,另一個也會瞬變,無論之間相隔多遠——借助神奇的量子糾纏現象,人類可實現量子通信,但還面臨很多挑戰。近期,中國科學技術大學郭光燦院士團隊李傳鋒、周宗權研究組,在國際上首次實現多模式復用的量子中繼基本鏈路,如同“鵲橋”,可將量子世界里天各一方的“牛郎織女”間的通信速率提升四倍。

近年來,國際科學界夢想著構建全球性的量子通信網,但一大技術難題是量子極易衰減,在光纖中的傳輸距離只有百公里量級。為此,科學家們提出量子中繼的思想,即將遠距離傳輸劃分為多個短距離,中間用量子中繼連接,解決信號衰減問題。

量子存儲器是量子中繼的核心器件。“之前大家用的是發射型量子存儲器,要么一次只能傳輸1個量子,效率低;要么一次傳輸多個量子,但精確率低。”李傳鋒教授說,他們團隊一直致力于研究吸收型量子存儲器,經過3年多努力,近期在國際上首次成功使用吸收型量子存儲器,演示了多模式復用的量子中繼基本鏈路。

這種量子存儲器可以一次捕獲并存儲4對糾纏量子,等于獲得了四倍加速的糾纏分發速率,并且經實驗驗證,兩個節點之間的糾纏保真度超過80%。

周宗權副教授將兩個分離的量子節點比喻為“牛郎”和“織女”。“實驗中,‘牛郎’和‘織女’借助量子中繼這個‘鵲橋’,可以在沒見面的情況下成功建立糾纏,順利實現了通信。”他說。

6月2日,國際權威學術期刊《自然》發表了這項研究成果。審稿人給予高度評價:“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……這是一項重要成就,將為接下來的研究奠定基礎。”

據悉,這項研究為建設高速率、大尺度的量子網絡,提供了全新實現方案。“下一步,我們將致力于提高存儲效率和糾纏光源質量,努力實現超越光纖傳輸的實用化量子中繼器。”李傳鋒說。

來源:新華網、科普中國


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