上海時間2月13日下午，最新一期發表了中國科學技術學院潘建偉團隊的最新重磅成果：兩個量子儲存器通過光纖跨越數十公里實現遠程糾纏。
在這項最新研究中，潘建偉、包小輝及其朋友借助一種名為腔提高的量子效應，來制備糾纏原子和光子，再將這種糾纏原子和光子轉換為適宜于聯通傳輸的頻度，最后在兩個由50公里長光纖聯接的節點之間實現了糾纏。
研究結果表明，與糾纏光子相比，多節點之間的原子–光子糾纏可能更適宜量子糾纏的遠距離傳輸。
本項研究演示了兩個相距50公里的量子儲存器的糾纏，這一距離足以聯接兩座城市，并比之前報導的距離要遠得多，或為實現多節點、遠距離糾纏鋪平了公路，有助于量子互聯網的開發。
如同計算機中的硬碟驅動器一樣，量子存儲器儲存量子信息。它們是建立量子互聯網的必要部份，并將推動實現超安全的量子通訊，容許遠程量子計算機一起工作。
曾經，科學家早已實現了相距1200公里的單個光粒子糾纏，而且這些糾纏難以儲存，而量子存儲器糾纏之前最大化學距離只有一公里之遙。
遠程糾纏的突破
實現聯接遠程量子處理器的量子互聯網，將才能支持許多革命性的應用，例如分布式量子估算。而想要實現量子通訊，構建遠程量子儲存器之間的糾纏是關鍵挑戰。
雖然相關研究早已取得了巨大進展，但因為嚴重的傳輸損失，此前兩個節點之間可實現的最大化學距離是1.3公里，想要實現遠程糾纏仍然存在巨大挑戰。
為了將距離擴充到城市規模，在這項最新論文中，研究人員將基于原子團的量子存儲器與有效的量子頻度轉換（QFC）相結合，并通過數十公里的城市級光纖傳輸，實現了兩個量子存儲器的糾纏。
原子集合之間的遠程糾纏形成示意圖，兩個量子儲存節點（節點A和B）通過光纖聯接到一個用于光子檢測的中間站。
具體而言，研究人員借助腔提高來創建原子-光量子糾纏的明亮來源，并采用差分頻度生成（DFG）工藝實現光纖低耗損傳輸，之后通過雙光子干涉實現了超過22公里的原子團糾纏，并通過單光子干涉實現了超過50公里的原子團糾纏。
遠程糾纏實驗俯瞰圖，兩個量子節點坐落中國科技學院，來自兩個節點的聯通光子通過兩個平行的布署光纖，傳輸到坐落南昌軟件園的中間站。
該實驗證明了兩種通過光纖中的長距離光子傳輸實現雙量子儲存器糾纏的可行方式。研究人員表示，通過加入更多的量子儲存器，實驗結果可以擴充到通過多光子干涉在遠距離糾纏多個量子儲存器，還可以在兩個子鏈路上形成兩對遠程原子糾纏，并根據量子中繼方案通過糾纏交換來延長原子糾纏的距離，串聯此過程可以足夠地延長距離以超過直接傳輸的極限。
研究人員覺得，將這種實驗擴充到相隔很遠的節點，將才能執行中級的量子信息任務，并為建立遠距離大規模量子網路鋪平了公路。
量子通訊——無影無蹤的傳送過程
處于量子糾纏的兩個粒子量子通訊儲存，無論分離多遠，它們之間都存在一種神秘的關聯，這些神秘的關聯無論怎樣都難以用精典觀念去理解，被愛因斯坦稱為“遙遠地點間奇特的互動”。
量子信息科學家發覺，量子糾纏不僅神秘之外，還是一種可以借助的超精典力量，它可以成為具有超級估算能力的量子計算機和“萬無一失”的量子保密系統的基礎。
量子糾纏
根據常理，信息的傳播須要載體量子通訊儲存，而量子通訊是不須要載體的信息傳遞。
量子隱型傳態即用量子態作為信息載體，通過量子態傳送完成大容量信息的傳輸，是一種脫離實物的“完全”的信息傳送，就能實現原則上的完全保密。
量子通訊即是借助量子糾纏效應進行信息傳遞的一種新型的通信形式，是一種無影無蹤的全新通訊方法。
基于量子隱型傳態，人們提出了量子因特網的設想。量子因特網是用量子通道來聯絡許多量子處理器，它可以同時實現量子信息的傳輸和處理。
相比于精典因特網，量子因特網具有安全保密特點，可實現多端的分布估算，有效地減少通訊復雜度等一系列優點。
作為國際上量子信息實驗研究領域開拓者之一，潘建偉是該領域有重要國際影響力的科學家，近些年來取得了一系列有重要意義的研究成果。
2016年8月16日，全球首顆量子科學實驗衛星“墨子”號在中國蘭州衛星發射中心發射成功。
作為“墨子”號量子科學實驗衛星的首席科學家，潘建偉領銜的“墨子”號量子科學實驗衛星科研團隊被授予2018年度克利夫蘭獎，這也是克利夫蘭獎籌建90余年來，中國科學家在本土完成的科研成果首次獲得這一榮譽。
潘建偉教授
潘建偉教授率領團隊完成量子通訊衛星科研項目后，遍及國外外，被覺得是現今世界量子通訊領域的頂級人物。不過，美譽之下也引發了一些爭議，不少民間學者對其成就甚至個人抒發出指責，網上也有三言兩語的諷刺挖苦。
事實上，潘建偉的科研成就讓絕大多數科研學者都望塵莫及，潘建偉博士期間師從量子實驗研究的世界級大師蔡林格，其27歲時參與的研究成果榮獲英國《科學》雜志“年度全球十大科技進展”,還被《自然》評為“百年化學學21篇精典論文”，31歲任中國科學技術學院院長，41歲成為中國當時最年青的中科院教授，45歲獲國家自然科學銀獎，2017年被評為《自然》雜志年度十大科學人物……
無論怎樣，有中國“量子之父”稱號的潘建偉，仍在指責中前行，并讓中國在世界量子通訊領域保持領先地位。
論文題目：oftwoviaoverof
論文摘要：
論文原文：
DOI:10.1038/-020-1976-7