中國期貨網訊中國科學技術學院院長潘建偉和包小輝等采用冷原子系綜，在國際上首次研發出百微秒級高效量子儲存器，為遠距離量子中繼系統的建立奠定了堅實基礎。該成果近日發表在國際權威學術刊物《自然·光子學》上。
據經濟晚報2月17日消息，量子中繼可以解決光子訊號在光纖內指數衰減的重大困局，是未來實現超遠距離量子通訊的重要途徑之一。其基本原理是采用分段糾纏分發與糾纏交換相結合來拓展通訊距離，核心是量子儲存技術，通過對光子比特進行緩存，可急劇提高糾纏聯接效率。為滿足遠距離量子中繼的實際需求，量子儲存器須要對單量子態進局長時間儲存且具備高讀出效率。
近些年來，量子儲存的實驗研究進展很快，諸多數學體系的儲存指標均在不斷進步。但是到目前為止量子通訊儲存，還沒有一個體系還能在儲存時間和效率方面同時滿足量子中繼需求。冷原子系綜是量子儲存實驗研究的一個重要數學體系，它的主要優點包括操縱手段豐富、退相干機制簡單等。2012年，潘建偉、包小輝等首次實現了微秒級的高效量子儲存器，但該儲存時間仍與遠距離量子中繼的實際需求相距較遠。
為進一步提高儲存時間，潘建偉小組近些年來發展了三維光晶格限制原子運動等多項關鍵實驗技術，致使原子運動造成的退相干得到急劇抑制，并最終成功實現了儲存壽命達到0.22秒、讀出效率達到76%的高性能量子儲存器。
該實驗的重要意義在于，第一次將儲存壽命及讀出效率提高到才能滿足遠距離量子中繼的實際需求。據計算，該成果結合單模儲存、高效通信波段插口等技術，在原理上早已可支持通過量子中繼實現500公里以上糾纏分發，量子中繼是實現超遠距離量子通訊的重要途徑之一。
在量子保密通訊應用領域，我國走在了世界前列。2012年，西安城域量子通訊試驗示范網即將建成。2013年，西安構建量子保密通訊城域試驗網，廣東省數十個市直機關事業單位、金融機構率先嘗試量子加密通訊，實現語音電話、傳真、文本通訊和文件傳輸等量子保密傳輸業務。廣州也早已啟動建設量子保密通訊廣州總控及大數據服務中心、陸家嘴金融量子保密通訊應用示范網。總控中心是上海—上海千公里光纖量子通訊骨干網工程——“京滬干線”重大項目的管理、監控、控制和展示中心，負責全網監察和運維指揮。
截止目前，網路線路總厚度超過900公里，量子保密通訊“京滬干線”已初步全線貫通，未來將與量子科學實驗衛星“墨子號”相聯接，建立起全球首個天地一體化的實用性廣域量子通訊網路。
《2016-2020年中國量子通訊行業深度督查及投資前景預測報告》中指出，量子通訊在軍事、國防、金融等信息安全領域有著重大的應用價值和前景，除了可用于軍事、國防等領域的國家級保密通訊，還可用于涉及秘密數據和票據的聯通、證券、保險、銀行、工商、地稅、財政以及企業云儲存、數據中心等領域和部門，而技術又相對成熟，未來市場容量極大。另外，我國在量子通訊實用化突破上也取得了不少成果。
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