量子網絡的基本單元是長距離兩節點糾纏利用量子存儲技術存儲光子,將使高效連接不同節點成為可能在存儲器之間構建糾纏,擴大節點之間的距離,一直是量子網絡方向的研究熱點在兩節點糾纏實驗中,最長直線距離只有1.3公里2020年,中國科學技術大學潘建偉團隊在該方向取得突破,將兩個節點之間的光纖鏈路距離擴展到50公里但在這次實驗中,兩個量子存儲器位于同一個實驗室,沒有實現遠距離分離

為了實現存儲器之間的長距離糾纏,每個量子存儲器件都需要能夠獨立運行本研究中,節點A位于合肥創新產業園,節點B位于中科大東區兩個節點通過20.5公里長的光纖連接在節點A,團隊產生了與原子糾纏的長壽命光,產生的單光子經過頻率轉換后發送到節點B節點B再次轉換接收到的光子,并將其存儲在另一個量子存儲器中
實驗難點在于單光子的高效傳輸和長壽命量子存儲團隊采用濟南量子研究院研發的周期極化鈮酸鋰波導,將光子波長轉移到1342 nm,大大降低了光子在長光纖中的衰減另一個難點在于長壽命量子存儲,需要超過光子傳輸時間為此,團隊設計了光與原子糾纏的新一代方案,可以獲得較長的存儲壽命,同時產生的光子比特進行時間自由編碼,非常適合頻率轉換和遠距離傳輸
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