【Kaiyun·開(kāi)云，新聞】近日，清華大學(xué)交叉信息研究院段路明教授課題組在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)了無(wú)串?dāng)_的量子網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，這一重大突破對(duì)未來(lái)實(shí)現(xiàn)量子通訊和大規(guī)模量子計(jì)算具有重要意義。這一研究成果近日發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然·通訊》。

　　據(jù)北京日?qǐng)?bào)報(bào)道，清華大學(xué)團(tuán)隊(duì)利用同種離子的雙類型量子比特編碼技術(shù)，成功實(shí)現(xiàn)了無(wú)串?dāng)_的量子網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。這一技術(shù)的關(guān)鍵在于利用同種離子的兩對(duì)超精細(xì)能級(jí)結(jié)構(gòu)，分別編碼出量子網(wǎng)絡(luò)中的“通訊比特”和“存儲(chǔ)比特”。這兩種量子比特各具特色，通訊比特用于與光子產(chǎn)生糾纏，而存儲(chǔ)比特則用于存儲(chǔ)信息。

（圖源：澎湃新聞）

　　此外，團(tuán)隊(duì)還利用激光技術(shù)實(shí)現(xiàn)了兩種量子比特之間微秒量級(jí)的相干轉(zhuǎn)換。這一技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，使得量子比特之間的信息傳遞更加快速和準(zhǔn)確，從而提高了量子網(wǎng)絡(luò)的通訊效率。

　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，通過(guò)此方法制備出的通訊比特，可在數(shù)百毫秒的時(shí)間內(nèi)生成離子-光子糾纏。這一糾纏狀態(tài)是實(shí)現(xiàn)量子通訊和量子計(jì)算的關(guān)鍵。同時(shí)，通過(guò)自旋回波方法，存儲(chǔ)比特的存儲(chǔ)壽命也得到了延長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)了相干時(shí)間達(dá)到秒量級(jí)的存儲(chǔ)量子比特。

　　令人興奮的是，通過(guò)比較有無(wú)離子-光子糾纏生成操作時(shí)存儲(chǔ)比特的保真度變化，研究人員證實(shí)了兩種量子比特之間低于實(shí)驗(yàn)精度的串?dāng)_誤差。這一發(fā)現(xiàn)為實(shí)現(xiàn)無(wú)串?dāng)_的量子網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)奠定了基礎(chǔ)。

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