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當兩(liang) 個(ge) 量子產(chan) 生“糾纏”，一個(ge) 變了，另一個(ge) 也會(hui) 瞬變，無論之間相隔多遠——借助神奇的量子糾纏現象，人類可實現量子通信，但還麵臨(lin) 很多挑戰。近期，中國科學技術大學郭光燦院士團隊李傳(chuan) 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”，可將量子世界裏天各一方的“牛郎織女”間的通信速率提升四倍。
近年來，國際科學界夢想著構建全球性的量子通信網，但一大技術難題是量子極易衰減，在光纖中的傳(chuan) 輸距離隻有百公裏量級。為(wei) 此，科學家們(men) 提出量子中繼的思想，即將遠距離傳(chuan) 輸劃分為(wei) 多個(ge) 短距離，中間用量子中繼連接，解決(jue) 信號衰減問題。
量子存儲(chu) 器是量子中繼的核心器件。“之前大家用的是發射型量子存儲(chu) 器，要麽(me) 一次隻能傳(chuan) 輸1個(ge) 量子，效率低；要麽(me) 一次傳(chuan) 輸多個(ge) 量子，但精確率低。”李傳(chuan) 鋒教授說，他們(men) 團隊一直致力於(yu) 研究吸收型量子存儲(chu) 器，經過3年多努力，近期在國際上首次成功使用吸收型量子存儲(chu) 器，演示了多模式複用的量子中繼基本鏈路。
這種量子存儲(chu) 器可以一次捕獲並存儲(chu) 4對糾纏量子，等於(yu) 獲得了四倍加速的糾纏分發速率，並且經實驗驗證，兩(liang) 個(ge) 節點之間的糾纏保真度超過80%。
周宗權副教授將兩(liang) 個(ge) 分離的量子節點比喻為(wei) “牛郎”和“織女”。“實驗中，‘牛郎’和‘織女’借助量子中繼這個(ge) ‘鵲橋’，可以在沒見麵的情況下成功建立糾纏，順利實現了通信。”他說。
6月2日，國際權威學術期刊《自然》發表了這項研究成果。審稿人給予高度評價(jia) ：“這個(ge) 工作是對量子中繼器基本鏈路的一個(ge) 非常直接和清晰的演示……這是一項重要成就，將為(wei) 接下來的研究奠定基礎。”
據悉，這項研究為(wei) 建設高速率、大尺度的量子網絡，提供了全新實現方案。“下一步，我們(men) 將致力於(yu) 提高存儲(chu) 效率和糾纏光源質量，努力實現超越光纖傳(chuan) 輸的實用化量子中繼器。”李傳(chuan) 鋒說。
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