中國科大構建出國際首個基於糾纏的城域量子網絡

it之家 5 月 16 日消息，通過量子態的遠程傳輸來構建量子網絡是大尺度量子信息處理的基本要素。基於量子網絡，可以實現廣域量子密鑰分發以及分布式量子計算和量子傳感，構成未來“量子互聯網”的技術基礎。

目前，基於單光子傳輸的量子密鑰網絡已發展成熟，而面向分布式量子計算、分布式量子傳感等進一步量子網絡應用，需要採用量子中繼技術在遠距離量子存儲器間構建量子糾纏，在此基礎上通過廣域量子隱形傳態將各個量子信息處理節點連接起來。

中國科學技術大學宣布，該校潘建偉、包小輝、張強等科研人員首次採用單光子干涉在獨立存儲節點間建立糾纏，並以此為基礎構建了國際首個基於糾纏的城域三節點量子網絡，該網絡可以在任意兩個量子存儲器節點間建立糾纏。

官方指出，該工作使得現實量子糾纏網絡的距離由以往的幾十米整整提升了三個數量級至幾十公里，為後續開展盲量子計算、分布式量子計算、量子增強長基線干涉等量子網絡應用奠定了科學與技術基礎。

▲ 實驗節點布局示意圖。其中 alice 節點位於中國科大東區、bob 節點位於合肥創新產業園、charlie 節點位於安徽光機所。

相關研究成果於 5 月 15 日在線發表在國際學術期刊《自然》雜誌上（it之家附 doi:10.1038/s41586-024-07308-0）。此外，《自然》雜誌也在同一期發表了美國哈佛大學 lukin 團隊的相關實驗進展，該團隊首次在 siv 色心體系實現了雙節點遠距離糾纏。二者相比，中國科大成果在糾纏效率方面有明顯優勢，比哈佛大學的工作高兩個數量級以上。