祝賀！量子互聯網研究有新突破

從幾十米提升至幾十公裡(lǐ)！中國(guó)科學(xué)家構建國(guó)際首個基于糾纏的城域量子網絡 

記者從中國(guó)科學(xué)技術大學(xué)獲悉，該校潘建偉、包小輝、張強等人近期首次采用單光子幹涉在獨立存儲節點間建立糾纏，并以此爲基礎構建了國(guó)際首個基于糾纏的城域三節點量子網絡。該研究使得現實量子糾纏網絡的距離由以往的幾十米整整提升了三個數量級至幾十公裡(lǐ)，爲後(hòu)續開(kāi)展盲量子計算、分布式量子計算、量子增強長(cháng)基線幹涉等量子網絡應用奠定了科學(xué)與技術基礎。5月15日國(guó)際學(xué)術期刊《自然》發(fā)表了該成(chéng)果。

通過(guò)量子态的遠程傳輸來構建量子網絡是大尺度量子信息處理的基本要素。基于量子網絡，可以實現廣域量子密鑰分發(fā)以及分布式量子計算和量子傳感，構成(chéng)未來“量子互聯網”的技術基礎。

爲在遠距離分離的獨立量子存儲器間建立糾纏，主要挑戰在于如何控制單光子相位。近期，潘建偉團隊設計并發(fā)展了一套非常精巧的相位控制方案：首先通過(guò)超穩腔穩頻來壓制控制激光線寬，其次通過(guò)光鎖相環來構建讀寫激光間的相位關聯，最後(hòu)通過(guò)遠程分時相位比對(duì)來構建兩(liǎng)節點間的相位關聯。采用以上相位控制技術，并利用量子頻率轉換，團隊成(chéng)功實現了相距十幾千米遠的量子存儲器之間的糾纏。以此爲基礎，他們構建了國(guó)際上首個城域三節點量子糾纏網絡，該網絡可以在任意兩(liǎng)個量子存儲器節點間建立糾纏。

這(zhè)項研究使得現實量子糾纏網絡的距離由幾十米提升至幾十公裡(lǐ)，爲後(hòu)續開(kāi)展分布式量子計算、分布式量子傳感等量子網絡應用奠定基礎。《自然》雜志審稿人對(duì)此給予高度評價，認爲“他們的成(chéng)果開(kāi)啓了量子互聯網研究的新篇章”，“爲未來大規模量子網絡鋪平了道(dào)路”。