陆开发中继链路为量子通讯搭鹊桥 提升传输速率4倍

科学家们提出量子中继的思想，即将远距离传输划分为多个短距离，中间用量子中继连接，解决信号衰减问题。图为基于吸收型量子存储器实现量子中继的原理示意图。（图／中国科学技术大学提供）

中国近年来量子通讯技术有长足进步，使用神奇量子纠缠现象进行量子通信，这种跨越空间的量子纠缠现象虽然神奇，但相关研还面临很多挑战。最近中国科学技术大学郭光灿院士团队李传锋、周宗权研究组，在国际上首次发表论文实现多模式复用的量子中继基本链路，其功能如同「鹊桥」，可将量子世界里天各一方的「牛郎织女」间的通信速率提升4倍。

据《新华视点》报导，近年来，国际科学界梦想着构建全球性的量子通信网，但一大技术难题是量子极易衰减，在光纤中的传输距离只有百公里量级。为此，科学家们提出量子中继的思想，即将远距离传输划分为多个短距离，中间用量子中继连接，解决信号衰减问题。

中国科学技术大学郭光灿院士团队一直致力于研究吸收型量子记忆体，经过3年多努力，近期在国际上首次成功使用吸收型量子记忆体，演示了多模式复用的量子中继基本链路。（图／中国科学技术大学视频截图）

研究指出，量子记忆体是量子中继的核心器件，李传锋教授说，「之前大家用的是发射型量子记忆体，要么一次只能传输1个量子，效率低；要么一次传输多个量子，但精确率低。」他们团队一直致力于研究吸收型量子记忆体，经过3年多努力，近期在国际上首次成功使用吸收型量子记忆体，演示了多模式复用的量子中继基本链路。

报导指出，这种量子记忆体可以一次捕获并存储4对纠缠量子，等于获得了4倍加速的纠缠分发速率，并且经实验验证，两个节点之间的纠缠保真度超过80%。周宗权副教授将这2个分离的量子节点比喻为「牛郎」和「织女」。在实验中让牛郎、织女借助量子中继的「鹊桥」，可以在未见面的情况下成功建立纠缠，顺利实现了通信。

国际权威学术期刊《自然》于6月2日发表此项研究成果，获得审稿人给予高度评价称，「这个工作是对量子中继器基本链路的一个非常直接和清晰的演示……这是一项重要成就，将为接下来的研究奠定基础。」

报导表示，这项研究为建设高速率、大尺度的量子网路，提供了全新的实现方案。李传锋说，下一步将致力于提高存储效率和纠缠光源品质，努力实现超越光纤传输的实用化量子中继器。