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2021年06月04日
【大公报】技术昇华/国产“量子鹊桥” 通信提速四倍

【大公报讯】中国科学技术大学郭光灿院士团队李传锋、周宗权研究组2日在《自然》期刊上发表量子通信领域的新突破,获《自然》高度评价,审稿人表示,有关研究清晰演示全球织网实现方案。上述研究组在国际上首次实现多模式复用的量子中继基本链路,如同“鹊桥”一般,为量子世界裏天各一方的“牛郎”和“织女”两个分离节点建立纠缠,通信速率提升4倍,量子纠缠保真度超80%。据悉,这项研究为建设高速率、大尺度的全球量子网络,提供了全新实现方案。

据新华社报道:当两个量子产生“纠缠”,一个变了,另一个也会瞬变,无论之间相隔多远──借助神奇的量子纠缠现象,人类可实现量子通信,但还面临很多挑战。近年来,国际科学界梦想着构建全球性的量子通信网,但一大技术难题是量子极易衰减,在光纤中的传输距离只有百公里量级。为此,科学家们提出量子中继的思想,即将远距离传输劃分为多个短距离,中间用量子中继连接,解决信号衰减问题。

连线分离节点 如“牛郎”会“织女”

近期,中国科学技术大学郭光灿院士团队李传锋、周宗权研究组,在国际上首次实现多模式复用的量子中继基本链路。量子存储器是量子中继的核心器件。“之前大家用的是发射型量子存储器,要麼一次只能传输1个量子,效率低;要麼一次传输多个量子,但精确率低。”李传锋教授说,他们团队一直致力於研究吸收型量子存储器,经过3年多努力,近期在国际上首次成功使用吸收型量子存储器,演示了多模式复用的量子中继基本链路。

这种量子存储器可以一次捕获并存储4对纠缠量子,等於获得了四倍加速的纠缠分发速率,并且经实验验证,两个节点之间的纠缠保真度超过80%。

周宗权副教授将两个分离的量子节点比喻为“牛郎”和“织女”。“实验中,‘牛郎’和‘织女’借助量子中继这个‘鹊桥’,可以在没见面的情况下成功建立纠缠,顺利实现了通信。”他说。

6月2日,国际权威学术期刊《自然》发表了这项研究成果。审稿人给予高度评价:“这个工作是对量子中继器基本链路的一个非常直接和清晰的演示……这是一项重要成就,将为接下来的研究奠定基础。”

据悉,这项研究为建设高速率、大尺度的量子网络,提供了全新实现方案。“下一步,我们将致力於提高存储效率和纠缠光源质量,努力实现超越光纤传输的实用化量子中继器。”李传锋说。

中国在量子通信发展方面处领先地位。2016年,中国发射了世界第一颗量子科学实验卫星“墨子号”,实现卫星与地面站之间的量子保密通信,传输介质是真空与大气层,也即自由空间传输。2017年,中国开通了世界第一条量子保密通信幹线“京沪幹线”,实现了北京到上海之间2000公里的量子保密通信,传输介质为光纤,有32个节点,还有两个地面站可以通过“墨子号”跟“京沪幹线”连接,一个在河北兴隆,另一个在新疆南山,总的跨度达到了4600公里。


《大公报》(2021-06-04)

http://www.takungpao.com/news/232108/2021/0604/593059.html

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