基于光纤的量子网络正在变成现实

中国科学技术大学潘建伟团队与汪野、万雍、张强等人合作,在2月3日的《自然》和2月6日的《科学》期刊上发表了重要成果。这次他们把两项核心技术给搞定了:一个是首次构建出了可扩展量子中继的基本模块,另一个是把器件无关量子密钥分发(DI-QKD)的传输距离从以前的数百米给突破到了百公里。这就像是为量子网络搭建好了骨架。 光纤传输会让量子纠缠效率随距离暴跌,所以就得靠量子中继来解决损耗问题。可是这个方案有个老大难:纠缠存的时间太短,没法和下一个节点建立联系。潘建伟团队通过开发长寿命的离子存储器和高效率的通信接口,成功把纠缠寿命从450毫秒延长到了550毫秒,终于解决了这个难题。 万雍、汪野和张强他们还搞出了一种新的密钥分发方式叫DI-QKD。这个方案不需要校准设备参数就能保证安全,就好比找到了密码学中的“圣杯”。不过之前国际上的实验距离都很短,顶多几十米几百米。这次团队利用刚才那套可扩展量子中继技术,让两个铷原子之间的高保真纠缠能远距离维持。在这个基础上,他们就把DI-QKD的距离从几百米直接推到了百公里以上。 李传新编辑指出,这是继“墨子号”量子卫星之后的又一里程碑。潘建伟院士表示,这标志着基于光纤的量子网络正在变成现实。(图片由中国科学技术大学提供)