近日，通過遠程量子狀態(tài)傳輸建設(shè)量子網(wǎng)絡(luò)被視為大規(guī)模量子信息處理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。以此為基礎(chǔ)，廣域量子密鑰分配、分布式量子計算和量子傳感器成為未來“量子互聯(lián)網(wǎng)”的核心組成部分。

現(xiàn)有的單光子傳輸量子密鑰網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)相對成熟。為了拓展到分布式量子計算和量子傳感器等領(lǐng)域，我們需要借助量子中繼技術(shù)在長達數(shù)十公里內(nèi)的遠距量子存儲器之間建立糾纏，隨后通過廣域量子隱形傳態(tài)連接這些節(jié)點。

中國科技大學(xué)的科學(xué)家們首次成功地使用單個光子干涉在獨立存儲節(jié)點之間建立糾纏，并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了全球首個基于糾纏的城域三節(jié)點量子網(wǎng)絡(luò)。這個網(wǎng)絡(luò)能夠在任意兩個量子存儲器節(jié)點之間建立糾纏。

據(jù)官方報道，這項研究將現(xiàn)實中的量子糾纏網(wǎng)絡(luò)距離從過去的幾十米大幅提高到了幾十公里，為后續(xù)開展盲量子計算、分布式量子計算、量子增強長基線干涉等量子網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供了堅實的科學(xué)和技術(shù)支持。

相關(guān)研究成果已于5 月 15 日在國際學(xué)術(shù)期刊《自然》雜志上發(fā)表（DOI:10.1038/s41586-024-07308-0）。同時，《自然》雜志還在同期刊登了美國哈佛大學(xué) Lukin 團隊的相關(guān)實驗進展，他們首次在 SiV 色心體系實現(xiàn)了雙節(jié)點遠距離糾纏。相較之下，中國科大的研究在糾纏效率上具有顯著優(yōu)勢，比哈佛大學(xué)的工作高出兩個數(shù)量級以上。