首次实现！中国量子网络领域取得新突破

量子网络是基于量子力学规律对量子信息进行存储、处理和传输的物理装置，是实现量子通讯和大规模量子计算的基础。

清华大学交叉信息研究院段路明教授课题组 利用同种离子的双类型量子比特编码，在国际上首次实现无串扰的量子网络节点， 对未来实现量子通讯和大规模量子计算具有重要意义。 该研究成果近日发表于国际学术期刊《自然 · 通讯》。

清华大学交叉信息研究院博士生冯路（左）和助理研究员黄园园（右）正在实验室研究。受访者供图

清华大学交叉信息研究院助理研究员黄园园介绍，他们利用同种离子的两对超精细能级结构，分别编码出量子网络中用于与光子产生纠缠的 " 通讯比特 " 和用于存储信息的 " 存储比特 "。 同时，利用激光还实现了两种量子比特间微秒量级的相干转换。

实验发现，通过此方法制备出的通讯比特，可在数百毫秒的时间内生成离子 - 光子纠缠；通过自旋回波方法可延长存储比特的存储寿命，实现相干时间达到秒量级的存储量子比特。通过比较有无离子 - 光子纠缠生成操作时存储比特的保真度变化， 研究人员证实了两种量子比特之间低于实验精度的串扰误差，从而实现了无串扰的量子网络节点。