首次實現(xiàn)無串擾 我國量子網絡領域取得新突破

新世代的量子網絡是基于量子力學規(guī)律對量子信息進行存儲、處理和傳輸的物理裝置，是實現(xiàn)量子通訊和大規(guī)模量子計算的基礎。

清華大學交叉信息研究院段路明教授課題組 利用同種離子的雙類型量子比特編碼，在國際上首次實現(xiàn)無串擾的量子網絡節(jié)點， 對未來實現(xiàn)量子通訊和大規(guī)模量子計算具有重要意義。 該研究成果近日發(fā)表于國際學術期刊《自然·通訊》。

清華大學交叉信息研究院助理研究員黃園園介紹，他們利用同種離子的兩對超精細能級結構，分別編碼出量子網絡中用于與光子產生糾纏的“通訊比特”和用于存儲信息的“存儲比特”。 同時，利用激光還實現(xiàn)了兩種量子比特間微秒量級的相干轉換。

實驗發(fā)現(xiàn)，通過此方法制備出的通訊比特，可在數百毫秒的時間內生成離子-光子糾纏；通過自旋回波方法可延長存儲比特的存儲壽命，實現(xiàn)相干時間達到秒量級的存儲量子比特。

通過比較有無離子-光子糾纏生成操作時存儲比特的保真度變化， 研究人員證實了兩種量子比特之間低于實驗精度的串擾誤差，從而實現(xiàn)了無串擾的量子網絡節(jié)點。