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我国科大完成独立量子存储器间的远距离羁绊

量子网络的根本单元是远间隔双节点羁绊。通过选用量子存储技能对光子进行存储,将使不同节点间的高效羁绊衔接成为可能。构建存储器间羁绊并拓宽节点间隔一直是量子网络方向的研讨热门。已完成的双节点羁绊试验中,最远直线间隔仅为1.3公里。2020年潘建伟团队在此方向取得打破【Nature 578, 240 (2020)】,将双节点羁绊的光纤链路间隔拓宽至50公里。但是该试验中,两台量子存储器坐落同一间试验室,并未完成长程别离。

为完成长程别离的存储器间羁绊,每个量子存储设备需可以独立控制。在该研讨中,节点A坐落合肥市立异产业园,节点B坐落我国科大东区,二者之间由20.5公里的光纤进行衔接。团队在节点A发生了具有长寿数的光与原子羁绊,并将发生的单光子通过频率转化后发送到节点B,节点B将收到的光子再次频率转化后选用另一台量子存储器进行存储。

研讨团队选用激光冷却的铷原子进行量子存储,其光子波长为795纳米,并不合适在长光纤内传输。选用由济南量子研讨院研发的周期极化铌酸锂波导,团队将光子波长转移至1342纳米,极大地降低了光子在长光纤内的衰减。该作业的另一难点在于长寿数量子存储,存储寿数需超越光子传输时刻。为此,团队规划了一个新式的光与原子羁绊发生计划,在取得长存储寿数的一起,发生的光子比特编码在时刻自在度上,十分合适频率改换以及远间隔传输。

以此为根底,研讨团队成功完成了独立存储器间的远间隔羁绊。该作业为后续构建多节点量子网络原型体系、进行量子物理查验、探究器材无关量子密钥分发等使用奠定了根底。相关研讨作业得到科学技能部部、安徽省、国家自然科学基金委、合肥国家试验室等的支撑。

论文链接

量子存储节点散布示意图

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