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我國科學(xué)家構(gòu)建國際首個(gè)基于糾纏的城域量子網(wǎng)絡(luò)(2)

2024-05-16 07:22:56 來源：央視新聞客戶端 A+A-

在此基礎(chǔ)上，研究團(tuán)隊(duì)近年來在量子存儲網(wǎng)絡(luò)方向取得多項(xiàng)重要進(jìn)展。2019年，團(tuán)隊(duì)通過三光子干涉，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)室內(nèi)三個(gè)冷原子量子存儲器間的糾纏，成為首個(gè)可拓展距離的量子網(wǎng)絡(luò)原型。2020年，團(tuán)隊(duì)利用量子頻率轉(zhuǎn)換技術(shù)將量子存儲的出射光子波長由795納米轉(zhuǎn)換至1342納米，并結(jié)合單光子鎖相技術(shù)，成功實(shí)現(xiàn)了在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)經(jīng)由50公里光纖連接的雙節(jié)點(diǎn)糾纏。

為在遠(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。基于單光子干涉的糾纏方案在糾纏速率方面有重大優(yōu)勢，然而實(shí)驗(yàn)難度非常高。糾纏過程中量子存儲的控制激光、頻率轉(zhuǎn)換泵浦激光、長光纖信道等帶來的細(xì)微相位抖動(dòng)都會導(dǎo)致最終生成糾纏的退相干。為解決這一難題，團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)并發(fā)展了一套非常精巧的相位控制方案，采用相位控制技術(shù)，并利用量子頻率轉(zhuǎn)換，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(gè)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(gè)量子存儲器節(jié)點(diǎn)間建立糾纏。

該工作使得現(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(jì)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(gè)城域多節(jié)點(diǎn)量子網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)。

（總臺央視記者 帥俊全 褚爾嘉）

(責(zé)任編輯：王毅 CN096)

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