近日，奧地利科學(xué)家創(chuàng)造了物質(zhì)和光之間量子糾纏傳輸距離的新紀錄——首次用光纜將量子糾纏傳輸了50公里，比以前的數(shù)字高出兩個數(shù)量級，可用于構(gòu)建實用的城際量子互聯(lián)網(wǎng)。
量子互聯(lián)網(wǎng)有望提供絕對防竊聽的通信和強大的分布式傳感器網(wǎng)絡(luò)。然而，由于量子信息無法復(fù)制，因此不可能通過傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送這些信息，量子信息必須由量子粒子傳輸，為此需要特殊的接口。這也是實驗物理學(xué)家本·蘭寧一直以來的研究目標，他所在的因斯布魯克大學(xué)以及奧地利科學(xué)院量子光學(xué)和量子信息研究所團隊，從一個被困在離子阱中的鈣原子開始實驗。他們利用激光束，將量子態(tài)寫在離子上，同時激發(fā)它發(fā)射出一個光子，量子信息被存儲在光子內(nèi)。因此，鈣原子與光粒子的量子態(tài)糾纏在一起。
但挑戰(zhàn)在于如何通過光纜傳輸光子。蘭寧說：“鈣離子發(fā)出的光子的波長為854納米，會很快被光纖吸收?！?/span>
因此，他們讓光粒子先通過一個由強激光照射的非線性晶體，這一方法讓光子的波長被轉(zhuǎn)換到適合長距離行進的最佳值：當前電信標準波長1550納米，然后，他們讓這個光子通過了一條50公里長的光纖。結(jié)果表明，即使經(jīng)過波長轉(zhuǎn)換和這段漫長的旅程，原子和光粒子仍然糾纏在一起。
接下來，蘭寧團隊證明，他們的方法有望使相距100公里甚至更遠的離子發(fā)生糾纏。兩個節(jié)點分別向一個相距50公里的交叉點發(fā)送一個糾纏的光子，在交叉點那里，光粒子被測量，這種測量會使光粒子失去與離子的糾纏，離子反過來會糾纏光粒子。
有了100公里的節(jié)點間距，人們設(shè)想在未來幾年建立世界上第一個城際光—物質(zhì)量子網(wǎng)絡(luò)。例如，可能只需幾個由被困離子組成的系統(tǒng)，就可在因斯布魯克和維也納之間建立量子互聯(lián)網(wǎng)。
量子互聯(lián)網(wǎng)有望提供絕對防竊聽的通信和強大的分布式傳感器網(wǎng)絡(luò)。然而，由于量子信息無法復(fù)制，因此不可能通過傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送這些信息，量子信息必須由量子粒子傳輸，為此需要特殊的接口。這也是實驗物理學(xué)家本·蘭寧一直以來的研究目標，他所在的因斯布魯克大學(xué)以及奧地利科學(xué)院量子光學(xué)和量子信息研究所團隊，從一個被困在離子阱中的鈣原子開始實驗。他們利用激光束，將量子態(tài)寫在離子上，同時激發(fā)它發(fā)射出一個光子，量子信息被存儲在光子內(nèi)。因此，鈣原子與光粒子的量子態(tài)糾纏在一起。
但挑戰(zhàn)在于如何通過光纜傳輸光子。蘭寧說：“鈣離子發(fā)出的光子的波長為854納米，會很快被光纖吸收?！?/span>
因此，他們讓光粒子先通過一個由強激光照射的非線性晶體，這一方法讓光子的波長被轉(zhuǎn)換到適合長距離行進的最佳值：當前電信標準波長1550納米，然后，他們讓這個光子通過了一條50公里長的光纖。結(jié)果表明，即使經(jīng)過波長轉(zhuǎn)換和這段漫長的旅程，原子和光粒子仍然糾纏在一起。
接下來，蘭寧團隊證明，他們的方法有望使相距100公里甚至更遠的離子發(fā)生糾纏。兩個節(jié)點分別向一個相距50公里的交叉點發(fā)送一個糾纏的光子，在交叉點那里，光粒子被測量，這種測量會使光粒子失去與離子的糾纏，離子反過來會糾纏光粒子。
有了100公里的節(jié)點間距，人們設(shè)想在未來幾年建立世界上第一個城際光—物質(zhì)量子網(wǎng)絡(luò)。例如，可能只需幾個由被困離子組成的系統(tǒng)，就可在因斯布魯克和維也納之間建立量子互聯(lián)網(wǎng)。
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