6 月 3 日訊息據央視新聞，近日，我國科學家在國際上首次實現了兩個吸收型量子儲存器之間的可預報量子糾纏，演示了多模式量子中繼，為高速率、大尺度量子網路的建設提供了全新的實現方案。

據報道，中國科學技術大學郭光燦院士團隊李傳鋒、周宗權研究組，在國際上首次實現多模式複用的量子中繼基本鏈路，如同“鵲橋”，可將量子世界裡天各一方的“牛郎織女”間的通訊速率提升四倍。

▲ 實驗裝置（圖自央視新聞，下同）

瞭解到，由於單光子在光纖傳輸中的指數級損耗問題，量子態在光纖中傳輸的距離被限制在百公里量級。為了建立起全國乃至全球的量子網路，需要採用量子中繼方案。其基本思路是把長程糾纏傳輸的任務分解為多段短距離的基本鏈路，在基本鏈路上建立量子儲存器之間的可預報糾纏，然後利用糾纏交換技術把量子糾纏擴充套件至目標距離

▲ 基於吸收型量子儲存器實現量子中繼的原理示意圖

經過多年攻關，科研團隊成功使用吸收型量子儲存器演示了量子中繼的基本鏈路。一個基本鏈路由兩個分離的量子節點，以及中間站點貝爾態測量裝置組成。每個量子節點中除了“牛郎”“織女”量子儲存器之外，還各有一個糾纏光子對。實驗中，每個糾纏光子對中的一個光子被量子儲存器捕獲並存儲，每個糾纏光子對的另一個光子通過光纖同時傳輸至中間站點“鵲橋”進行貝爾態測量，測量的過程就是糾纏建立的過程。

一次成功的貝爾態檢驗會完成一次成功的糾纏交換操作，使得兩個空間分離 3.5 米的固態量子儲存器之間建立起量子糾纏，儘管這兩個儲存器沒有發生任何直接的相互作用。量子中繼基本鏈路的演示實驗中實現了 4 個時間模式的複用，使得糾纏分發的速率提升了 4 倍，實測的糾纏保真度達到了 80.4 %

該成果已於 6 月 2 日在國際學術期刊《自然》上發表。