中科大團隊首次實現多模式量子中繼

中國教育報-中國教育新聞網訊（記者 方夢宇）日前，中國科學技術大學郭光燦院士團隊李傳鋒、周宗權研究組首次實現多模式復用的量子中繼基本鏈路，展現了多模式復用的量子通信加速效果，并實現了兩個固態存儲器的量子糾纏。該工作為高速率、大尺度量子網絡的建設提供了全新實現方案。《自然》雜志于6月2日發表了該成果。

據悉，李傳鋒、周宗權研究組長期從事基于稀土摻雜晶體的吸收型量子存儲器的研究。在基于吸收型量子存儲器的量子中繼架構中，量子光源是與量子存儲器相獨立的，所以這種架構可以同時兼容確定性量子光源以及多模式復用，是目前理論上傳輸速率最快的量子中繼方案。

經過3年多的不懈努力，課題組成功使用吸收型量子存儲器演示了量子中繼的基本鏈路。一個基本鏈路由兩個分離的量子節點，以及中間站點貝爾態測量裝置組成。每個量子節點中除了“牛郎”“織女”量子存儲器之外，還各有一個糾纏光子對。實驗中，每個糾纏光子對中的一個光子被量子存儲器捕獲并存儲，每個糾纏光子對的另一個光子通過光纖同時傳輸至中間站點“鵲橋”進行貝爾態測量，測量的過程就是糾纏建立的過程。因此，“牛郎”和“織女”借助“鵲橋”可以在沒見面的情況下成功建立糾纏。

審稿人對該工作給予了高度評價：“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……這是一項重要的成就，將為接下來的研究奠定基礎。” “這個實驗在量子中繼應用中具有一系列的優勢，比如多模式復用。”

實驗室場景 學校供圖