首次实现可扩展量子中继器的光学演示

    新华社合肥10月31日电 （记者 徐海涛）记者从中国科学技术大学获悉，该校教授潘建伟及同事陈宇翱、赵博等人近期利用参量下转换光源，实现了基于线性光学的量子中继器中的嵌套纠缠纯化和二级纠缠交换过程，为将来实现基于原子系综的可扩展线性光量子中继器提供了前瞻性技术指引。国际学术期刊《自然·光子学》和《物理评论快报》日前分别发表了这两项成果。

    在地面进行量子通信会受到链路衰减和噪声等影响，需要利用量子中继器才能实现远距离通信。自1998年提出概念以来，科学家一直在搭建实用化量子中继器的道路上努力。

    潘建伟团队在多光子纠缠制备和操纵方面处于世界领先地位，近期他们基于八体纠缠光源，首次演示了嵌套量子纠缠纯化和级联量子纠缠交换。通过巧妙设置贝尔态测量装置，不仅能完全消除纠缠交换过程中双光子干扰项，同时还保留了分发量子态进一步可操纵性。结合使用光纤模拟量子存储以及测量反馈装置，成功实现了可扩展量子中继器的光学演示。

    这两项工作突破了以往只能演示量子中继器中单次纠缠操纵的技术障碍，首次实现了对量子态的连续纠缠操控，基于线性光学系统发展了可扩展量子中继器技术。《自然·光子学》和《物理评论快报》审稿人对这两项成果给予高度评价，其中嵌套纯化的实验实现被称赞为“英雄实验”。