新華社安徽6月2日電（記者徐海濤）當(dāng)兩個量子形成“糾纏”，一個變了，另一個也會瞬變，無論之間相隔多遠(yuǎn)——借助神奇的量子糾纏現(xiàn)象，人類可實(shí)現(xiàn)量子通訊，但還面臨好多挑戰(zhàn)。近日，中國科學(xué)技術(shù)學(xué)院郭光燦教授團(tuán)隊(duì)李傳鋒、周宗權(quán)研究組，在國際上首次實(shí)現(xiàn)多模式復(fù)用的量子中繼基本鏈路，就像“鵲橋”，可將量子世界里天各一方的“牛郎織女”間的通訊速度提高四倍。
近些年來量子傳輸技術(shù)，國際科學(xué)界夢想著建立全球性的量子通訊網(wǎng)，但一大技術(shù)困局是量子極易衰減，在光纖中的傳輸距離只有百公里量級。因此，科學(xué)家們提出量子中繼的思想量子傳輸技術(shù)，將要遠(yuǎn)距離傳輸界定為多個短距離，中間用量子中繼聯(lián)接，解決訊號衰減問題。
量子儲存器是量子中繼的核心元件。“之前你們用的是發(fā)射型量子儲存器，要么一次只能傳輸1個量子，效率低；要么一次傳輸多個量子，但精確率低。”李傳鋒院長說，她們團(tuán)隊(duì)仍然旨在于研究吸收型量子儲存器，經(jīng)過3年多努力，近日在國際上首次成功使用吸收型量子儲存器，演示了多模式復(fù)用的量子中繼基本鏈路。
這些量子儲存器可以一次捕獲并儲存4對糾纏量子，等于獲得了四倍加速的糾纏分發(fā)速度，但是經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，兩個節(jié)點(diǎn)之間的糾纏保真度超過80%。
周宗權(quán)副院長將兩個分離的量子節(jié)點(diǎn)比喻為“牛郎”和“織女”。“實(shí)驗(yàn)中，‘牛郎’和‘織女’借助量子中繼這個‘鵲橋’，可以在沒碰面的情況下成功構(gòu)建糾纏，順利實(shí)現(xiàn)了通訊。”他說。
6月2日，國際權(quán)威學(xué)術(shù)刊物《自然》發(fā)表了這項(xiàng)研究成果。審稿人給與高度評價：“這個工作是對量子中繼器基本鏈路的一個特別直接和清晰的演示……這是一項(xiàng)重要成就，將為接出來的研究奠定基礎(chǔ)。”
此外，這項(xiàng)研究為建設(shè)高速率、大尺度的量子網(wǎng)路，提供了全新實(shí)現(xiàn)方案。“下一步，我們將旨在于提升儲存效率和糾纏光源質(zhì)量，努力實(shí)現(xiàn)趕超光纖傳輸?shù)膶?shí)用化量子中繼器。”李傳鋒說。