首次實現無串擾 我國量子網絡領域取得新突破

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

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，在國際上首次實現無串擾的量子網絡節點， 對未來實現量子通訊和大規模量子計算具有重要意義。 該研究成果近日發表於國際學術期刊《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於與光子產生糾纏的“通訊比特”和用於存儲信息的“存儲比特”。 同時，利用激光還實現瞭兩種量子比特間微秒量級的相幹轉換。

實驗發現，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，實現相幹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， 研究人員證實瞭兩種量子比特之間低於實驗精度的串擾誤差，從而實現瞭無串擾的量子網絡節點。