【科技资讯】潘建伟等实现420公里量子纠缠 突破无中继分发理论极限

据科技日报报道，中国科学技术大学潘建伟、包小辉、张强等与济南量子技术研究院等单位合作，成功实现两个冷原子量子存储器间跨越420公里光纤的量子纠缠，并在230公里以上距离突破无中继量子纠缠分发的理论极限。该成果大幅提升了物质量子比特间的纠缠距离，为城际尺度量子网络构建奠定了基础。相关研究日前以编辑推荐形式发表在《物理评论快报》上。

核心突破

技术路径

量子存储器间的远距离纠缠是构建量子互联网的技术基础，有望应用于基于量子中继的远程量子通信、分布式量子计算、分布式量子传感等方向。

团队多年来持续开展基于单光子干涉的纠缠连接研究，解决了以下关键技术难题：

• 长光纤相位锁定——在超长光纤链路上维持光子相位稳定
• 独立激光器远程相位同步——实现异地光源的相干锁定
• 高效率低噪声量子频率转换——将存储器光子波长转换至光纤通信波段

为进一步提升纠缠距离，团队采取了两项关键改进：

第一，波长切换。将量子存储器波长由795纳米切换至780纳米，并更换量子频率转换方案，使信号光子匹配光纤超低损耗传输窗口。

第二，双波长三频锁相技术。在单光子锁相方面，发展结合全时与分时的双波长三频相位锁定技术，提升超长光纤情形下光子锁相的长期稳定度。

实验结果与意义

实验发现，直至420公里，来自两个冷原子量子存储器的出射光子均能保持稳定单光子干涉，存储器间量子纠缠得到直接验证。

研究人员表示，该工作在远距离情形下突破了量子纠缠直接分发的理论界限，相关技术使构建城际尺度量子网络并开展应用研究成为可能。

来源：科技日报，经中国能源网、今日头条转载。
原标题：潘建伟等实现420公里量子纠缠 突破无中继分发理论极限