清华大学科学研究团队初次完成量子中继协议书中2个中继模块间的高效率纠缠联接

来源于清华的信息表明，近日清华交叉式信息内容研究所段路明课题组在量子信息内容行业获得关键进度，初次在试验中完成了量子中继协议书中的2个中继模块间的高效率纠缠连接，取得成功展现了量子中继模块连接高效率的产业化提高，这一进度是完成产品化的量子中继器的一个关键因素。

据统计，光量子在光纤线中散播时的指数级衰减系数是长程量子通信和规模性量子互联网的完成全过程中遭遇的关键难题，而量子中继协议书是处理光纤线散播耗损的最好计划方案。

2001 年，段路明与合作方明确提出知名的 DLCZ（Duan-Lukin-Cirac-Zoller)量子中继计划方案（《自然》, 2001），运用分子量子储存器和单光子无线信道的融合，摆脱光量子数据信号在光纤线中的指数值衰减系数难题，以后不断变成该行业科学研究网络热点。历经世界各地科学研究精英团队近 20 年的勤奋，DLCZ 量子中继协议书的试验完成在很多层面早已获得了长久的发展趋势。

但做为量子中继协议书中重要的流程，即如何把小规模纳税人的中继模块根据量子储存器的储存，与相邻的中继模块高效率的连接变成一个更高的中继模块进而扩张量子纠缠在室内空间中的遍布，由于试验技术性层面存有的艰难，一直并未完成。

试验系统软件平面图

研究过程中，最先，科学研究工作人员根据将低温铷分子汽体监禁在一维光晶格常数中，根据电子光学液压柱塞泵将分子制取在对电磁场转变不比较敏感的钟态，而且精准管控释放在分子地理位置的电磁场，取得成功将冷分子量子中继的相关時间提高至数十ms数量级并能确保载入的量子态具备很高的高保真；次之，融合即时意见反馈的髙速自动控制系统，根据将先造成量子纠缠的中继模块储存至邻近中继模块也造成量子纠缠之时，完成了邻近2个量子中继模块內部的量子纠缠的多线程制取；最终，在2个模块中间根据纠缠互换，完成量子中继模块的高效率纠缠连接。

根据这类方法开展纠缠连接，其连接高效率线形正比例于单独模块內部纠缠制取所必须的時间，与以前科学研究中未应用量子储存的同歩制取2个中继模块內部的量子纠缠所必须的二次方時间对比，更改了连接高效率在产业化上的复杂性；另外，当单独量子中继模块內部纠缠制取几率为 0.1% 时，该工作中能提升2个量子中继模块纠缠连接的高效率 353 倍。当将来量子中继模块从2个拓展到 N 个时，这类高效率提高相匹配了量子中继器对立即传送量子通信在量子纠缠派发高效率上的指数级提高。

该试验科学研究根据应用量子储存，初次完成了不一样量子中继模块的按需式纠缠连接，且连接高效率得到产业化提高，呈现了量子中继器对长程量子通讯的关键加快工作能力。

试验步骤和量子中继模块的纠缠连接高效率提高

该科研成果于近日在国际性学术刊物《自然 · 光子学》发布。

该毕业论文一同第一作者为清华交叉式信息内容研究所博士研究生大学毕业生濮云飞（现为德国因斯布鲁克高校博士研究生）和在学博士研究生张胜，通讯作者为段路明专家教授，别的创作者包含交叉式信息内容研究所博士生蒋楠、常炜、李畅及其博士研究生李浩恺。该新项目获得了我国关键产品研发方案（项目编号 2016YFA0301902）、北京市量子信息内容科学院、国家教育部量子信息内容前沿科学管理中心、清华科学研究运行新项目、清华水木专家学者方案和博士研究生国际合作方案引入新项目的支助与适用。