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上海交大金贤敏团队实现混合架构的室温宽带存储量子网络

上海交通大学金贤敏团队实施室温宽带存储量子网络混合架构

新华社上海2月13日电(记者周琳)近日,上海交通大学金贤敏团队在最新一期美国杂志《科学》上发表了最新研究成果,提出并实验演示了一种可在室温下工作的宽带存储量子网络混合架构,并在网络中构建了两种不同类型的量子存储器作为节点。

“理论上,现在每个人家里的光纤网络都可以转换成量子网络,但是在过去,量子存储器必须在绝对零度附近工作,这大大增加了构建量子网络的技术复杂性、可扩展性和成本。”金贤敏表示,解决室温操作问题不仅降低了量子计算和量子通信等应用的建设成本,还解决了其大规模应用的“障碍”。

据介绍,这次实现的两种量子存储器构成的混合量子网络可以根据需要产生和存储量子态,并且可以在时域内组合、分离、交换和分割单个或多个光子,同时保持良好的量子特性。这一研究为量子信息处理领域提供了一条新的途径。其室温工作条件和丰富的量子态运算能力对于量子通信、量子计算和量子模拟等实际应用具有重要意义。

20多年前,科学家提出了量子记忆在推动量子技术进入实际应用中的重要地位。一方面,量子存储器可用于量子中继,使多条点对点通信链路连接起来,避免了长距离通信的损耗问题,使长距离量子通信成为可能。另一方面,量子存储器可以时分复用的方式产生同步多光子,这对提高量子计算的计算能力非常重要。然而,长期以来,构建一个实用的量子存储器一直是一个挑战。它需要满足高带宽、高效率、长寿命和低噪声的指标,更重要的是,它可以在室温下工作。

上海交通大学集成量子信息技术研究中心的金先民团队一直致力于室温宽带量子存储的研究,特别是致力于解决室温量子存储中数十亿原子的严重噪声和量子质量退化问题。取得了突破性进展,每项操作的噪音都成功降低到0.0001级。在以往研究的基础上,该研究团队最近提出了一种可在室温下工作的宽带存储量子网络的混合架构,并实验性地将两种不同类型的量子存储器集成为网络中的节点,朝着实用的量子存储器和量子网络迈出了重要的一步。

未来,研究团队希望充分探索基于室温宽带量子存储器的量子网络的可扩展性,通过构建更多的节点和提高节点性能,使量子网络具有更丰富的量子信息处理能力。返回搜狐查看更多“负责任的编辑: