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這項研究由中國科學技術(shù)大學、濟南量子技術(shù)研究院以及中國科學院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所合作開展。
團隊表示，學術(shù)界廣泛采用的量子通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展路線是通過基于衛(wèi)星的自由空間信道實現(xiàn)廣域覆蓋，同時利用光纖網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)城域及城際地面覆蓋。然而光子在光纖上的節(jié)點間傳輸時，受限于光纖的固有衰減，目前最遠的點對點地面安全通信距離僅為百公里量級。
研究負責人之一、中國科學技術(shù)大學的潘建偉教授告訴新華社記者：“要拓展量子通信的距離，一個方法是將點對點傳輸改為分段傳輸，并采用量子中繼技術(shù)進行級聯(lián)，即將整個通信線路分幾段，每段損耗都較小，再通過量子中繼器將這幾段連接起來，這使得構(gòu)建全量子網(wǎng)絡(luò)成為可能。”
然而，受限于光與原子糾纏亮度低等技術(shù)瓶頸，此前最遠光纖量子中繼僅為公里量級。為實現(xiàn)遠距離量子存儲器間的連接，團隊克服了多項技術(shù)挑戰(zhàn)。例如，他們自主研發(fā)了周期極化鈮酸鋰波導，通過非線性差頻過程，將存儲器的光波長由近紅外轉(zhuǎn)換至通信波段，經(jīng)過50公里的光纖僅衰減至百分之一以上，效率相比之前提升了16個數(shù)量級。
實驗中，研究團隊結(jié)合多項新技術(shù)，成功在兩個由50公里長光纖連接的量子存儲器間實現(xiàn)雙節(jié)點的量子糾纏。這一距離足以用于連接兩座城市。
潘建偉說：“作為原理性驗證，這個實驗中的兩個量子存儲器是在同一實驗室內(nèi)，通過50公里長的光纖盤連接；下一步要在空間真正分離的系統(tǒng)中開展研究，推動這項技術(shù)的實際應(yīng)用。”
新華網(wǎng)
