枣庄在线:中国科大等实现相距50公里光纤的存储器间的量子胶葛

新2备用网址/2020-04-15/ 分类:科技/阅读:

中国科大实现相距50公里光纤存储器间的量子胶葛

2020-02-13 中国科学技能大学

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语音播报

  中国科学技能大学潘建伟、包小辉、张强等与济南量子技能研究院和中国科学院上海微体系与信息技能研究所相助,在量子中继与量子收集偏向取得打破。他们通过成长高亮度光与原子胶葛源、低噪高效单光子频率转换技能和长途单光子慎密过问干与技能,乐成地将相距50公里光纤的两个量子存储器胶葛起来,为构建基于量子中继的量子收集奠基了基本。该成就于克日颁发在国际学术期刊《天然》上。

  构建环球化量子收集并在此基本上实现量子通讯是量子信息研究的最终方针之一,国际学术界普及回收的量子通讯收集成长蹊径是通过基于卫星的自由空间信道来实现广域大标准包围,通过光纤收集来实现城域及城际的地面包围。然而受限于光信号在光纤内的指数衰减,最远的点对点地面平安通讯间隔仅为百公里量级。将远间隔点对点传输改为分段传输,并回收量子中继技能举办级联,有望进一步大幅拓展平安通讯间隔,并使得构建全量子收集成为也许。

  然而,受限于光与原子胶葛亮度低、原子存储器波长与通讯光纤不匹配和长途单光子过问干与等技能瓶颈,此前最远光纤量子中继仅为公里量级。针对上述技能困难,团队首要在三方面开展了技能攻关:起首,回收环形腔加强技能来晋升单光子与原子系综间耦合,并优化光路传输遵从,将此前的光与原子胶葛的亮度进步了一个数目级;其次,因为原子存储器对应的光波长在光纤中的斲丧约为3.5dB/km,在50公里光纤中光信号将衰减至十亿亿分之一(10^-17.5),使得量子通讯无法实现,团队自立研发周期极化铌酸锂波导,通过非线性差频进程,将存储器的光波长由近红外(795 nm)转换至通讯波段(1342 nm),颠末50公里的光纤仅衰减至百分之一以上,遵从对比之前晋升了16个数目级;末了,为实现长途单光子过问干与,团队计划并实验了双重相位锁定方案,乐成地把颠末50公里光纤的传输后引起的光程差节制在50nm阁下。

  研究团队将以上技能相团结,终极实现了经过50公里光纤传输的双节点胶葛,并演示了经过22公里外场光纤的双节点胶葛。该事变获得《天然》审稿人的高度评价:“该功效长短常精巧的,向实现量子中继偏向迈出了紧张一步”。当前尝试中两台量子存储器位于统一间尝试室内,团队接下来将通过成长自力激光的相位同步等技能来实现真正远间隔分隔的双节点尝试。上述事变与该团队之前实现的多节点胶葛技能(Nature Photonics, 13, 210, 2019)、基于里德堡简直定性胶葛技能(Phys. Rev. Lett. 123, 140504, 2019),以及百毫秒存储技能(Nature Photonics. 10, 381, 2016)等相团结,有望敦促量子中继和全量子收集的尝试研究。

  该事变获得科技部、天然科学基金委、中科院和安徽省等的扶助。

  论文链接


枣庄在线:中国科大等实现相距50公里光纤的存储器间的量子纠缠

尝试方案表示图


  中国科学技能大学潘建伟、包小辉、张强等与济南量子技能研究院和中国科学院上海微体系与信息技能研究所相助,在量子中继与量子收集偏向取得打破。他们通过成长高亮度光与原子胶葛源、低噪高效单光子频率转换技能和长途单光子慎密过问干与技能,乐成地将相距50公里光纤的两个量子存储器胶葛起来,为构建基于量子中继的量子收集奠基了基本。该成就于克日颁发在国际学术期刊《天然》上。
  构建环球化量子收集并在此基本上实现量子通讯是量子信息研究的最终方针之一,国际学术界普及回收的量子通讯收集成长蹊径是通过基于卫星的自由空间信道来实现广域大标准包围,通过光纤收集来实现城域及城际的地面包围。然而受限于光信号在光纤内的指数衰减,最远的点对点地面平安通讯间隔仅为百公里量级。将远间隔点对点传输改为分段传输,并回收量子中继技能举办级联,有望进一步大幅拓展平安通讯间隔,并使得构建全量子收集成为也许。
  然而,受限于光与原子胶葛亮度低、原子存储器波长与通讯光纤不匹配和长途单光子过问干与等技能瓶颈,此前最远光纤量子中继仅为公里量级。针对上述技能困难,团队首要在三方面开展了技能攻关:起首,回收环形腔加强技能来晋升单光子与原子系综间耦合,并优化光路传输遵从,将此前的光与原子胶葛的亮度进步了一个数目级;其次,因为原子存储器对应的光波长在光纤中的斲丧约为3.5dB/km,在50公里光纤中光信号将衰减至十亿亿分之一(10^-17.5),使得量子通讯无法实现,团队自立研发周期极化铌酸锂波导,通过非线性差频进程,将存储器的光波长由近红外(795 nm)转换至通讯波段(1342 nm),颠末50公里的光纤仅衰减至百分之一以上,遵从对比之前晋升了16个数目级;末了,为实现长途单光子过问干与,团队计划并实验了双重相位锁定方案,乐成地把颠末50公里光纤的传输后引起的光程差节制在50nm阁下。
  研究团队将以上技能相团结,终极实现了经过50公里光纤传输的双节点胶葛,并演示了经过22公里外场光纤的双节点胶葛。该事变获得《天然》审稿人的高度评价:“该功效长短常精巧的,向实现量子中继偏向迈出了紧张一步”。当前尝试中两台量子存储器位于统一间尝试室内,团队接下来将通过成长自力激光的相位同步等技能来实现真正远间隔分隔的双节点尝试。上述事变与该团队之前实现的多节点胶葛技能(Nature Photonics, 13, 210, 2019)、基于里德堡简直定性胶葛技能(Phys. Rev. Lett. 123, 140504, 2019),以及百毫秒存储技能(Nature Photonics. 10, 381, 2016)等相团结,有望敦促量子中继和全量子收集的尝试研究。
  该事变获得科技部、天然科学基金委、中科院和安徽省等的扶助。
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责任编辑:叶瑞优

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