其中，基于量子光學(xué)方案的量子隱型傳態(tài)為量子互聯(lián)網(wǎng)建立提供了一種重要的方案:包括連續(xù)變量(CV)與離散變量(DV)兩個量子化學(xué)體系。但是，因為量子信道耗損的降低可能減緩CV系統(tǒng)的退相干，致使CV系統(tǒng)的距離被限制在10公里左右。
DV體系的量子隱型傳態(tài)有望將量子信息傳遞距離延展到數(shù)千公里。目前，基于DV體系，科學(xué)家們早已在光子不同自由度上完成了從室外到外場的量子隱型傳態(tài)：例如，基于“墨子號”衛(wèi)星，上千公里的量子隱型傳態(tài)早已得到實驗驗證。
在這種工作基礎(chǔ)上，研究小組在實驗上首次驗證了赫茲速度的城域量子隱型傳態(tài)，為推動量子互聯(lián)網(wǎng)的持續(xù)發(fā)展具有重要作用，是朝著實用化前進的一個里程碑式工作。
此次工作建成的“銀杏一號”城域量子互聯(lián)網(wǎng)，使用利誘態(tài)時間片量子比特對待傳遞的量子信息進行編碼，在突破許多關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上，首次將城域量子隱型傳態(tài)的速度提高至赫茲量級。
1）高重頻量子糾纏光源。研究團隊研發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的量子糾纏光源，使用單個跳線耦合周期極化激元波導(dǎo)模塊，實現(xiàn)了500MHz重頻觸發(fā)的高質(zhì)量量子糾纏光源。
2）手動化光子全同測控裝置。為了保障量子隱型傳態(tài)的成功量子傳輸速度，提升貝爾態(tài)投影檢測效率量子傳輸速度，需確保來自Alice和Bob的光子在長距離光纖傳輸后保持全同。研究團隊自主研制出手動化光子全同測控裝置，通過對量子信道中的光子偏振光及信噪比信息進行實時感知，實現(xiàn)了快速響應(yīng)的光纖信道光子全同穩(wěn)定測控技術(shù)。
3）高性能超導(dǎo)納拉面單光子偵測器。中科院武漢微系統(tǒng)所尤立星團隊為實驗系統(tǒng)提供了高偵測效率、低暗計數(shù)、低時間晃動的高性能超導(dǎo)納拉面單光子偵測器，用于高效率貝爾態(tài)投影檢測和光量子態(tài)測量過程。
進一步地，研究團隊分別使用量子態(tài)層析及引誘態(tài)方式獲得隱型傳態(tài)的保真度均小于精典極限（66.7%），并通過三重符合檢測得到量子態(tài)傳遞速度為7.1Hz，首次實驗驗證了赫茲速度城域量子隱型傳態(tài)的可行性。
典型量子態(tài)傳遞保真度結(jié)果。
適逢成果發(fā)布之際，光子盒有幸同論文通信作者周強老師展開了交流。
盒叔：我們了解到這項成果被命名為“銀杏一號”，命名的緣由是哪些?
周強：烏桕是電子科技學(xué)院的標(biāo)志之一，校內(nèi)有水杉大街、銀杏飯店等命名。研究成果是在校園內(nèi)城域量子互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上取得，我們希望通過這些方法抒發(fā)對中學(xué)的謝謝。
盒叔：尤立星老師團隊在這項成果中提供了如何的技術(shù)支持？
周強：尤老師團隊在超導(dǎo)納拉面單光子偵測器方面做了重要的支持，提供了工作波長、探測效率、暗計數(shù)、時間晃動等方面與系統(tǒng)兼容的偵測裝置，提供了挺好的合作。
盒叔：這次成果，您認(rèn)為最滿意、最有意義的是哪些？
周強：最有意義的地方是首次在學(xué)院校園內(nèi)建成量子糾纏互聯(lián)的實驗研究平臺，并產(chǎn)出令人激動的國際領(lǐng)先成果。
盒叔：“研制出高重頻量子光源、自動化光子全同測控裝置、高性能超導(dǎo)納拉面單光子偵測器，突破了量子信息載源、量子信道構(gòu)建、量子信息檢查等技術(shù)困局，首次完成‘赫茲速度’的城域量子隱型傳態(tài)?！?span style="display:none">UNK物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
可以給我們講講上述專業(yè)術(shù)語對于這次成果的作用、意義嗎？
周強：量子互聯(lián)網(wǎng)從基礎(chǔ)研究邁向應(yīng)用的必由之路是不斷提高量子信息的傳輸性能。與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展一樣，研究人員須要不斷提高信源、信道、信宿的性能，能夠加快領(lǐng)域的不斷發(fā)展。例如，在過去20年左右的時間中，我們經(jīng)歷了無線互聯(lián)技術(shù)的不斷升級，目前你們正在研究怎樣建立6G無線互聯(lián)網(wǎng)。量子互聯(lián)網(wǎng)中的信源是光子、信道為傳輸光子的光纖或則自由空間、信重臣對光量子信息進行檢測和偵測。
這次成果的取得得益于團隊在上述三個方面的多年積累，包括在高速率/高重頻量子糾纏光源、弱相干引誘態(tài)光源，手動化光纖通道測控（通過測控光子的全同性來實現(xiàn)），超導(dǎo)納拉面單光子偵測等方面的技術(shù)突破。
盒叔：最后一個問題，量子糾纏技術(shù)或量子光源糾纏技術(shù)目前發(fā)展到了那個階段？
周強：量子糾纏光源技術(shù)在工作波長、糾纏自由度等方面有好多技術(shù)分支，研究團隊在通訊波段的時間片或時間-能量糾纏光源方面具有小批量研發(fā)生產(chǎn)能力。
盒叔說：
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這次的“銀杏一號”城域量子互聯(lián)網(wǎng)的傳態(tài)速度達到了赫茲量級，結(jié)合集成量子光源、量子儲存中繼、量子信息節(jié)點等核心元件，未來有望研發(fā)出“高速率、高保真、多用戶、長距離”的量子互聯(lián)網(wǎng)設(shè)施，進一步推動量子互聯(lián)網(wǎng)走向?qū)嶋H應(yīng)用。
我們也期盼、祝愿課題組取得更多相關(guān)突破。
參考鏈接：
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