华为全屋智能官网基于量子中继的量子通信网络技术在社会范围内取得重大突破

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  • 2024年12月09日
  • 我国在基于量子中继的量子通信网络技术方面取得了重大突破,实现了相距50公里光纤两端存储器间的量子纠缠。这项成就是中国科学技术大学、济南量子技术研究院、中科院上海微系统与信息技术研究所等单位合作研究人员通过高亮度光与原子纠缠源、低噪高效单光子频率转换和远程单光子精密干涉等先进技术共同努力后的结果。他们成功地将两个位于50公里光纤两端的量子存储器进行了纠缠

华为全屋智能官网基于量子中继的量子通信网络技术在社会范围内取得重大突破

我国在基于量子中继的量子通信网络技术方面取得了重大突破,实现了相距50公里光纤两端存储器间的量子纠缠。这项成就是中国科学技术大学、济南量子技术研究院、中科院上海微系统与信息技术研究所等单位合作研究人员通过高亮度光与原子纠缠源、低噪高效单光子频率转换和远程单光子精密干涉等先进技术共同努力后的结果。他们成功地将两个位于50公里光纤两端的量子存储器进行了纠缠,这为构建基于量子中继的量子网络打下了坚实的基础。

目前,为了实现广域大尺度覆盖,上述工作主要依赖于卫星传输,而城域及城际的地面覆盖则通过光纤网络来完成。但由于长距离传输过程中的衰减问题,使得点对点的地面安全通信距离仅限于百公里左右。为了解决这一问题,并实现地面上长距离安全通信,一些尝试采用分段传输以及级联方式进行quantum relay,但之前这类方法仅能在几十公里内进行。

本次研究团队采用了一种环形腔增强技术,以提高单个原子的耦合能力,并且优化了光路传输效率,将原有的相互作用亮度提升到了一个数量级。此外,他们还自主研发了一种周期极化铌酸锂波导,将原本近红外波长(795 nm)改为适用于通信的波长(1342 nm),并且经过50公里光纤后,只有3%的信号损失,这比之前在同样的条件下将信号衰减至百亿亿分之三要好16倍。此外,设计并实施双重相位锁定方案,也使得远程单个粒子的干涉成为可能,最终控制到小于50nm的小偏移值。最后,该团队将所有这些创新整合起来,不仅在经由50公里电线下的双节点之间建立起了共享秘密密钥,而且还展示了一种能够跨越22公里远场电线上的双节点共享秘密机制。

这一成果引起了包括美国《科学》杂志、麻省理工科技评论、美国《科学新闻》和英国《新科学家》的广泛关注,被认为是推动量子互联网建设的一大步。