技術昇華/國產「量子鵲橋」通信提速四倍

更新時間：2021-06-04 18:02來源：網絡作者：@Mary人氣：3320

技術昇華/國產「量子鵲橋」通信提速四倍

中國科學技術大學郭光燦院士團隊李傳鋒、周宗權研究組2日在《自然》期刊上發表量子通信領域的新突破，獲《自然》高度評價，審稿人表示，有關研究清晰演示全球織網實現方案。上述研究組在國際上首次實現多模式復用的量子中繼基本鏈路，如同「鵲橋」一般，為量子世界裏天各一方的「牛郎」和「織女」兩個分離節點建立糾纏，通信速率提升4倍，量子糾纏保真度超80%。據悉，這項研究為建設高速率、大尺度的全球量子網絡，提供了全新實現方案。

據新華社報道：當兩個量子產生「糾纏」，一個變了，另一個也會瞬變，無論之間相隔多遠──借助神奇的量子糾纏現象，人類可實現量子通信，但還面臨很多挑戰。近年來，國際科學界夢想着構建全球性的量子通信網，但一大技術難題是量子極易衰減，在光纖中的傳輸距離只有百公里量級。為此，科學家們提出量子中繼的思想，即將遠距離傳輸劃分為多個短距離，中間用量子中繼連接，解決信號衰減問題。

連線分離節點如「牛郎」會「織女」

近期，中國科學技術大學郭光燦院士團隊李傳鋒、周宗權研究組，在國際上首次實現多模式復用的量子中繼基本鏈路。量子存儲器是量子中繼的核心器件。「之前大家用的是發射型量子存儲器，要麼一次只能傳輸1個量子，效率低；要麼一次傳輸多個量子，但精確率低。」李傳鋒教授說，他們團隊一直致力於研究吸收型量子存儲器，經過3年多努力，近期在國際上首次成功使用吸收型量子存儲器，演示了多模式復用的量子中繼基本鏈路。

這種量子存儲器可以一次捕獲並存儲4對糾纏量子，等於獲得了四倍加速的糾纏分發速率，並且經實驗驗證，兩個節點之間的糾纏保真度超過80%。

周宗權副教授將兩個分離的量子節點比喻為「牛郎」和「織女」。「實驗中，『牛郎』和『織女』借助量子中繼這個『鵲橋』，可以在沒見面的情況下成功建立糾纏，順利實現了通信。」他說。

6月2日，國際權威學術期刊《自然》發表了這項研究成果。審稿人給予高度評價：「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……這是一項重要成就，將為接下來的研究奠定基礎。」

據悉，這項研究為建設高速率、大尺度的量子網絡，提供了全新實現方案。「下一步，我們將致力於提高存儲效率和糾纏光源質量，努力實現超越光纖傳輸的實用化量子中繼器。」李傳鋒說。

中國在量子通信發展方面處領先地位。2016年，中國發射了世界第一顆量子科學實驗衛星「墨子號」，實現衛星與地面站之間的量子保密通信，傳輸介質是真空與大氣層，也即自由空間傳輸。2017年，中國開通了世界第一條量子保密通信幹線「京滬幹線」，實現了北京到上海之間2000公里的量子保密通信，傳輸介質為光纖，有32個節點，還有兩個地面站可以通過「墨子號」跟「京滬幹線」連接，一個在河北興隆，另一個在新疆南山，總的跨度達到了4600公里。

(來源：网络)

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