泉源:中国科学技能大学消息网
中国科学技术大学传授潘建伟及其同事陈宇翱、徐飞虎等在海内上初度实行实现全光量子中继器的原理性考据,为确立远隔绝距离光纤量子网络启示了新阶梯。该造诣于即日在外洋学术威望期刊《天然·光子学》上在线宣布。
在远隔绝距离量子通信的进程中,信道传送的量子态每每随着通信隔断的添加而目标削减,这极大地限制了量子通信的有效传输间隔。如何实现远距离量子通信不停以来但凡国内研讨的热门。今朝主要有两种用意方案。其一是在几乎真空,量子旌旗灯号花费极小的外太空,操作卫星精简量子通讯间隔;我国于2016年景功发射了外洋首颗量子科学履行卫星“墨子号”,告捷验证了这一方案的可行性。其二是在光纤Internet中使用量子中继器,将一段长间隔光纤信道豆割成多段间隔对照短的信道,使得量子信号再也不随距离的增长而目标衰减,从而精简量子通信隔绝距离。
鉴于量子中继器的须要科学和运用价值,海外上关于量子中继器研究的分工很是激烈。保守量子中继器需要基于胶葛交换、纠缠纯化、量子存储三个必不行少的手艺。可是,目前的量子存储依顺有限,完成合用化量子中继器还需假以时间。全光量子中继方案在实践上可以或许实现无需量子存储的量子中继器,为独霸量子中继器实现远隔断光纤量子通信Internet供给了另外一种原则上可行的方案。
图1:实行摆设图
在该项工作中,研究团队首先对原始的全光量子中继方案进行改善,设计了实验可行的方案。在该方案中,研讨团队使用了光子GHZ态和后抉择贝尔测量来完成不合信道间光子对的任意毗连,从而无效地晋职量子信道中纠缠态的散发成功概率。从此,研究团队操纵六个自力的参量下转换双光子轇轕源,在履行上胜利地搭建了一个基于十二光子的全光量子中继器,测试了该量子中继器的各方面功用,并在履行上验证了其相比于胶葛互换方案的优势。执行毕竟展示,全光量子中继器大要有用提拔量子态的传输速度,从而拓展量子通讯的传输间隔。
该项任务获胜考证了全光量子中继器的可行性,在情理上使得量子存储器不再是搭建量子中继器的必要条件,为实用化量子中继器的研讨启示了新途径。
该任务得到科技部、国度基金委、中科院和安徽省等局部的资助。
论文链接:https://doi.org/10.1038/s41566-019-0468-5
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