據物理學(xué)家組織網(wǎng)近日報道，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，比以前的數字高出兩個(gè)數量級，可用于構建實(shí)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(tīng)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(wú)法復制，因此不可能通過(guò)傳統網(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(shí)驗物理學(xué)家本·蘭寧一直以來(lái)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(gè)被困在離子阱中的鈣原子開(kāi)始實(shí)驗。他們利用激光束，將量子態(tài)寫(xiě)在離子上，同時(shí)激發(fā)它發(fā)射出一個(gè)光子，量子信息被存儲在光子內。因此，鈣原子與光粒子的量子態(tài)糾纏在一起。

　　但挑戰在于如何通過(guò)光纜傳輸光子。蘭寧說(shuō)：“鈣離子發(fā)出的光子的波長(cháng)為 854 納米，會(huì )很快被光纖吸收。”

　　因此，他們讓光粒子先通過(guò)一個(gè)由強激光照射的非線(xiàn)性晶體，這一方法讓光子的波長(cháng)被轉換到適合長(cháng)距離行進(jìn)的最佳值：當前電信標準波長(cháng) 1550 納米，然后，他們讓這個(gè)光子通過(guò)了一條 50 公里長(cháng)的光纖。結果表明，即使經(jīng)過(guò)波長(cháng)轉換和這段漫長(cháng)的旅程，原子和光粒子仍然糾纏在一起。

　　接下來(lái)，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(gè)節點(diǎn)分別向一個(gè)相距 50 公里的交叉點(diǎn)發(fā)送一個(gè)糾纏的光子，在交叉點(diǎn)那里，光粒子被測量，這種測量會(huì )使光粒子失去與離子的糾纏，離子反過(guò)來(lái)會(huì )糾纏光粒子。

　　有了 100 公里的節點(diǎn)間距，人們設想在未來(lái)幾年建立世界上第一個(gè)城際光—物質(zhì)量子網(wǎng)絡(luò )。例如，可能只需幾個(gè)由被困離子組成的系統，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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