我国实现420公里量子存储器纠缠

IT时代网8月13日消息，中国科学技术大学近日官宣，该校潘建伟、包小辉、张强等联合济南量子技术研究院、中国科学院上海微系统与信息技术研究所等单位，在远距离量子中继研究中取得重要突破，成功实现两个冷原子量子存储器间跨越420公里光纤的量子纠缠，并在230公里以上距离突破无中继量子纠缠分发的理论极限。

这一成果大幅提升了物质量子比特间的纠缠距离，为城际尺度量子网络构建奠定基础。8月11日，相关研究以编辑推荐形式发表于《物理评论快报》。量子存储器间的远距离纠缠是构建量子互联网的技术基础，有望应用于基于量子中继的远程量子通信、分布式量子计算、分布式量子传感等方向。

提升纠缠距离的关键在于提升纠缠成功率。团队多年来持续开展基于单光子干涉的纠缠连接研究，解决了长光纤相位锁定、独立激光器远程相位同步、高效率低噪声量子频率转换等技术难题。为把纠缠距离提升至几百公里，团队将量子存储器波长由795纳米切换至780纳米，并更换量子频率转换方案，使信号光子匹配光纤超低损耗传输窗口；在单光子锁相方面，发展了结合全时与分时的双波长三频相位锁定技术，大幅提升了超长光纤下光子锁相的长期稳定度。

实验发现，直至420公里，来自两个冷原子量子存储器的出射光子均能保持稳定单光子干涉，存储器间的量子纠缠也得到直接验证。该实验使纠缠成功概率仅正比于一半信道的传输效率，因此在230公里以上远距离情形下可突破量子纠缠直接分发的理论界限（PLOB界限），让构建城际尺度量子网络成为可能。

注：本文综合自IT之家等，文中包含AI辅助创作的内容。