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我科学家率先实现全光量子中继

时间:2020-10-10
记者从中国科学技术大学得知,该校潘建伟院士及其同事陈宇鏊、徐飞虎等,在国际上首次实验构建仅有光量子中继器的原理性检验,为建构远距离光纤量子网络修筑了新途径。该成果于日前在线公开发表于《大自然光子学》上。  远距离量子通信过程中,信道传送的量子态往往随着通信距离的减少而指数增加,很大地容许了量子通信的有效地传输距离。目前主要有两种解决方案:其一是在完全真空,量子信号损耗大于的外太空,利用卫星拓展量子通信距离,墨子号量子科学实验卫星顺利检验了这一方案的可行性。其二是在光纤网络中用于量子中继器,将一段长距离光纤信道拆分出多段距离较为较短的信道,使得量子信号仍然随距离的减少而指数波动,从而拓展量子通信距离。  鉴于量子中继器的最重要科学和应用于价值,国际上关于量子中继器研究的竞争十分白热化。然而,目前的量子存储性能受限,构建实用化量子中继器还须要假以时日。

我科学家率先实现全光量子中继

  研究团队首先对完整的全光量子中继方案展开改良,用于了光子GHZ态和后自由选择贝尔测量来构建有所不同信道间光子对的给定相连,从而有效地提高量子信道中纠结态的发给顺利概率。然后,再行利用6个独立国家的参量下切换双光子纠结源,在实验上顺利地搭起了一个基于12光子的全光量子中继器,测试了该量子中继器的各方面性能,并在实验上检验了其比起于纠结互相交换方案的优势。实验结果显示,仅有光量子中继器可以有效地提高量子态的传输速率,从而扩展量子通信的传输距离。  该成果顺利检验了全光量子中继器的可行性,在原理上使得量子存储器仍然是搭起量子中继器的必要条件,为实用化量子中继器的研究修筑了新途径。