中新社合肥2月6日電 (朱孔陽)在國際上首次構建出可擴展量子中繼的基本模塊，使得遠距離量子網(wǎng)絡成為現(xiàn)實可能；首次將器件無關量子密鑰分發(fā)(DI-QKD)的傳輸距離突破百公里……中國科學技術大學6日消息，該校潘建偉及同事與合作者在可擴展量子網(wǎng)絡研究上取得重大突破。

　　上述兩項成果分別于北京時間2月3日和2月6日發(fā)表于國際權威學術期刊《自然》(Nature)和《科學》(Science)。

　　量子信息科學的終極發(fā)展目標是構建高效、安全的量子網(wǎng)絡，而構建這一網(wǎng)絡的基本要素是遠距離確定性量子糾纏分發(fā)?，F(xiàn)實中，光纖的固有損耗成為構建可擴展量子網(wǎng)絡面臨的最大挑戰(zhàn)。例如，經(jīng)過1000公里標準光纖直接傳輸后，光信號將衰減至原始強度的萬億億分之一，這意味著即使每秒發(fā)射100億對糾纏光子，平均每300年才能接收到一對糾纏光子。

　　量子中繼方案是解決光纖傳輸損耗的有效方案，但其面臨著一項重大技術難題：糾纏的壽命遠遠短于產(chǎn)生糾纏所需的時間。

　　針對這一核心難題，中國科大研究團隊通過高保真度單光子糾纏協(xié)議等，首次實現(xiàn)長壽命量子糾纏，糾纏壽命(550毫秒)顯著超過糾纏建立所需的時間(450毫秒)。

　　遠距離糾纏分發(fā)的一個直接應用是實現(xiàn)現(xiàn)實條件下最高安全等級的量子保密通信。通過進一步科研攻關，該團隊首次在城域尺度光纖鏈路上實現(xiàn)了設備無關量子密鑰分發(fā)，并在100公里光纖鏈路中演示了密鑰生成的可行性，傳輸距離較國際此前最好實驗水平提升兩個數(shù)量級以上。

　　研究人員表示，上述突破標志著基于量子糾纏的光纖量子網(wǎng)絡正在從理論構想走向現(xiàn)實可能。(完)