中科大實現50公里光纖的存儲器間的量子糾纏，創下新紀錄！

  ICCSZ訊 濟南量子技術研究院量子探測與波導器件實驗室張強教授、謝秀平高工、鄭名揚副研究員基于自主研發的周期極化鈮酸鋰波導，助力中國科技大學潘建偉院士團隊成功將相距50公里光纖的兩個量子存儲器糾纏起來，并演示了經由22公里外場光纖的雙節點糾纏。該成果將實用化的量子中繼器向前推進了一大步，為構建基于量子中繼的量子網絡奠定了堅實基礎。相關論文近日發表在國際權威學術期刊《自然》上。

  構建全球化量子網絡并在此基礎上實現量子通信是量子信息研究的終極目標之一。目前最遠的點對點地面安全通信距離僅為百公里量級，通過發展量子中繼技術，有望進一步大幅拓展安全通信距離。

  然而，受限于光與原子糾纏亮度低、原子存儲器波長與通信光纖不匹配和遠程單光子干涉等技術瓶頸，此前最遠光纖量子中繼僅為公里量級。針對上述技術難題，研究團隊首先采用環形腔增強技術提升單光子與原子系綜間耦合，并優化光路傳輸效率，將此前的光與原子糾纏的亮度提高了一個數量級;其次，原子存儲器對應的光波長在光纖中的損耗約為3.5分貝/公里，在50公里光纖中，光信號將衰減至十億億分之一，使得量子通信無法實現。張強教授團隊自主研發的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換至通信波段，經過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個數量級;最后為實現遠程單光子干涉，研究團隊設計并實施了雙重相位鎖定方案，成功地把經過50公里光纖傳輸后引起的光程差控制在50納米左右。