中国科学家构建国际首个基于纠缠的城域量子网络

中国科学家构建国际首个基于纠缠的城域量子网络近日，中国科学技术大学潘建伟、包小辉、张强等科研人员首次采用单光子干涉在独立存储节点间建立纠缠，并以此为基础构建了国际首个基于纠缠的城域三节点量子网络。该工作使得现实量子纠缠网络的距离由以往的几十米整整提升了三个数量级至几十公里，为后续开展盲量子计算、分布式量子计算、量子增强长基线干涉等量子网络应用奠定了科学与技术基础。相关研究成果于5月15日在线发表在国际学术期刊《自然》杂志上。该工作使得现实量子纠缠网络的距离由几十米提升至几十公里，为后续开展分布式量子计算、分布式量子传感等量子网络应用奠定基础。该工作是国际首个城域多节点量子网络实验。

中美论文同时登上《自然》 量子通信科研有何新突破

中美论文同时登上《自然》量子通信科研有何新突破最近，中国科技大学、哈佛大学的量子通信论文在同一期《自然》杂志发表，引发业内和社会关注。依托中国科大组建的中国科学院量子信息与量子科技创新研究院潘建伟、包小辉、张强等科研人员构建了全球首个基于量子纠缠的城域三节点量子网络；哈佛大学米哈伊尔・卢金团队利用波士顿地区的电信光纤，首次在金刚石SiV（硅空位）色心体系中实现了双节点远距离量子纠缠，光纤距离达到35公里左右。最近发表于《自然》的中国科大成果，是研究团队利用冷原子系综，首次通过单光子干涉在独立存储节点间建立量子纠缠，并在此基础上构建了全球首个基于纠缠的城域多节点量子网络，将量子纠缠网络实验的距离由几十米延长到几十公里。纠缠效率是量子纠缠网络实验的重要指标，与哈佛大学团队在《自然》上发表的成果相比，中国科大成果的纠缠效率高两个数量级以上，优势明显。（解放日报）

中国科大构建出基于纠缠的城域量子网络

中国科大构建出基于纠缠的城域量子网络通过量子态的远程传输来构建量子网络是大尺度量子信息处理的基本要素。基于量子网络，可以实现广域量子密钥分发以及分布式量子计算和量子传感，构成未来“量子互联网”的技术基础。目前，基于单光子传输的量子密钥网络已发展成熟，而面向分布式量子计算、分布式量子传感等进一步量子网络应用，需要采用量子中继技术在远距离量子存储器间构建量子纠缠，在此基础上通过广域量子隐形传态将各个量子信息处理节点连接起来。新研究使得现实量子纠缠网络的距离由几十米提升至几十公里，为后续开展分布式量子计算、分布式量子传感等量子网络应用奠定基础，该研究是国际首个城域多节点量子网络实验。《自然》杂志也在同一期发表了美国哈佛大学Lukin团队的相关实验进展，该团队首次在SiV色心体系实现了双节点远距离纠缠。二者相比，中国科大成果在纠缠效率方面有明显优势，比哈佛大学的研究高两个数量级以上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1431095.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1431095.htm

量子纠缠光子在波士顿街道下飞行了35公里

量子纠缠光子在波士顿街道下飞行了35公里访问：NordVPN立减75%+外加3个月时长另有NordPass密码管理器就像我们所熟知的互联网一样，量子网络通过光--这里是量子纠缠光子--来发送信息。但是，它们需要"中继器"，以防止这些光子像光通常所做的那样发生长距离散射，而且中继器必须能够在不破坏光子纠缠和修改信息的情况下发送光子。本次演示中部署的量子链路图。携带与量子存储器纠缠的量子信息的光子穿过剑桥和波士顿的多个街区，行程超过35公里，然后返回哈佛大学，在另一个实验室中将其纠缠转移到另一个存储器上。哈佛大学和AWS称，这些实验节点利用钻石中的空腔"捕获光线并迫使其与量子存储器相互作用"。这些节点可以利用现有的纳米加工技术批量生产。在实验过程中，研究小组将一个量子比特编码成一个光子，并将其从哈佛大学实验室的量子存储器上弹出。以下是文档摘录：当光子与量子存储器相互作用时，它就会与存储器纠缠在一起--这意味着对光子或存储器进行的测量都会提供对方的状态信息（从而修改对方的状态）。然而，光子并没有被测量（从而提取信息），而是经过量子频率转换，从可见光频率（量子存储器工作的频率）转换到电信频率（光纤中的损耗最小的频率）。然后，（现在是电信频率的）光子在地下光纤网络中来回穿梭，最后返回哈佛大学，并在那里被转换回可见光频率。最后，光子从第二个存储器弹出后，被送往一个探测器，探测器会记录光子的存在，但不会显示光中包含的任何潜在量子信息。然后，光子从可见光频率转换为电信频率，再反弹到不同的实验室，从而完成旅程。AWS称，早期实验显示，量子纠缠光子的传输距离超过35公里。纠缠光子的存储时间超过一秒，该公司称这"足以让光传播30多万公里"，足以绕地球7.5圈。网络中使用的设备示意图。位于一个光子设备（左下）内的SiV与光子纠缠，光子穿过电信光纤（上），然后与位于不同位置（右）的量子存储器相互作用。最终，两个空间上分离的量子存储器之间产生了纠缠。能源部解释说，量子网络与量子计算的原理相同，都是利用光子的量子态来携带信息。量子网络的实验已经进行了一段时间了，但还没有人制造出完全商业化的版本。AWS表示，在其量子网络具备可扩展性和商业可行性之前，还需要进行更多改进。到目前为止，它的速度还很慢，而且一次只能发送一个量子存储器。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1431207.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1431207.htm

揭开量子世界的神秘面纱：科学家实时捕捉光子的量子纠缠

揭开量子世界的神秘面纱：科学家实时捕捉光子的量子纠缠一项基于先进照相技术的新技术展示了一种快速高效地重建纠缠粒子完整量子态的方法。渥太华大学的研究人员与罗马萨皮恩扎大学的达尼洛-齐亚（DaniloZia）和法比奥-斯基亚里诺（FabioSciarrino）合作，最近展示了一种新技术，能够实时可视化两个纠缠光子（构成光的基本粒子）的波函数。用一双鞋作比喻，纠缠的概念可以比作随机选择一只鞋。当你辨认出一只鞋子的那一刻，另一只鞋子的性质（是左鞋还是右鞋）就会立刻被分辨出来，而不管它在宇宙中的位置如何。然而，耐人寻味的是，在观察的确切时刻之前，与识别过程相关的固有不确定性。波函数是量子力学的核心原理，它提供了对粒子量子态的全面理解。例如，在鞋子的例子中，鞋子的"波函数"可以携带左右、大小、颜色等信息。更准确地说，波函数能让量子科学家预测对量子实体进行各种测量的可能结果，如位置、速度等。照片（从左到右）：AlessioD'Errico博士、EbrahimKarimi博士和NazaninDehghan。图片来源：渥太华大学这种预测能力非常宝贵，尤其是在飞速发展的量子技术领域，了解量子计算机产生或输入的量子态，将使我们能够测试计算机本身。此外，量子计算中使用的量子态极其复杂，涉及许多可能表现出强非局部相关性（纠缠）的实体。了解这样一个量子系统的波函数是一项极具挑战性的任务--这也被称为量子态层析成像或量子层析成像。采用标准方法（基于所谓的投影运算）进行全面层析需要大量测量，而测量次数会随着系统复杂度（维度）的增加而迅速增加。该研究小组以前用这种方法进行的实验表明，表征或测量两个纠缠光子的高维量子态可能需要几个小时甚至几天的时间。此外，结果的质量对噪声非常敏感，并取决于实验装置的复杂程度。量子层析成像的投影测量方法可以理解为观察从独立方向投射到不同墙壁上的高维物体的影子。研究人员所能看到的只是这些阴影，而从这些阴影中，他们可以推断出整个物体的形状（状态）。例如，在CT扫描（计算机断层扫描）中，可以从一组二维图像中重建三维物体的信息。不过，在经典光学中，还有另一种重建三维物体的方法。这种方法被称为数字全息术，其基础是通过将物体散射的光与参考光进行干涉而获得的单幅图像，即干涉图。由加拿大结构量子波研究主席、渥太华量子技术联合研究所（NexQT）联合主任、理学院副教授EbrahimKarimi领导的研究小组将这一概念扩展到了双光子的情况。重构双光子态需要将其与假定的众所周知的量子态叠加，然后分析两个光子同时到达的位置的空间分布。对同时到达的两个光子进行成像被称为巧合成像。这些光子可能来自参考源，也可能来自未知源。量子力学指出，光子的来源无法确定。这就产生了一种干涉模式，可用于重建未知波函数。先进的照相机能以纳秒（1,000,000,000秒）的分辨率记录每个像素上的事件，使这项实验成为可能。论文共同作者之一、渥太华大学博士后AlessioD'Errico博士强调了这一创新方法的巨大优势："这种方法比以前的技术快了数倍，只需要几分钟或几秒钟，而不是几天。重要的是，检测时间不受系统复杂性的影响--这是解决投影层析成像中长期存在的可扩展性难题的一种方法。"这项研究的影响不仅限于学术界。它有可能加速量子技术的进步，如改进量子态表征、量子通信和开发新的量子成像技术。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1387125.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1387125.htm

我国最大量子城域网正式开通 采用全面国产自主可控设备

我国最大量子城域网正式开通采用全面国产自主可控设备今日，目前全国（世界）最大、覆盖最广、应用最多的量子城域网——合肥量子城域网正式开通。该网络全面采用国产自主可控的量子保密通信设备，对于推动我国相关产业发展，提升国家安全保障水平具有重要意义。据了解，截至目前，美国最大的量子网络仅有6个节点、200公里；欧洲最大的相关网络由俄罗斯建设完成，全长700公里。我国此次构建的合肥量子城域网包含8个核心网站点和159个接入网站点，光纤全长1147公里。这也意味着我国在量子保密通信网络建设上已走在世界前列。早在2012年，合肥就率先建成了我国乃至全球首个规模化量子通信网络——合肥城域量子通信试验示范网，不仅验证了量子保密通信技术成熟度，还促进了相关产业发展，为抢占量子科技发展“制高点”奠定了坚实基础。此次建成的合肥量子城域网全面采用合肥产的自主可控的量子通信设备，应用业界领先的经典-量子波分复用技术，可为市、区两级近500家党政机关提供量子安全接入服务。据合肥市数据资源局局长陈睿介绍，目前，合肥市大数据平台、统一办公平台、财政预算一体平台等业务均已在该网络上线运行。而合肥量子城域网的建成不仅进一步提升了电子政务安全防护水平，后期还将服务于金融、能源、医疗、科技等行业，为量子安全通话、量子视频会议等应用提供量子密钥服务，并有望拓展至四县一市，接入国家量子骨干网。而该网络的使用也将发挥辐射引导作用，带动一批生态企业围绕量子保密通信提供丰富的应用产品及服务，促进量子保密通信技术与人工智能、大数据、云计算、物联网、工业互联网、安全办公等领域深度融合，创造更广阔的市场空间和经济价值。同时，产业的发展还将吸引更多量子信息领域的技术创新及人才，形成良性循环。科大国盾量子技术股份有限公司董事长、中电信量子公司总经理彭承志表示，中电信量子将作为合肥量子城域网项目承建方，未来将为合肥市智慧政务、智慧交通、智慧金融、智慧能源等应用场景提供量子安全接入服务。作为合肥量子城域网以及“京沪干线”等网络的核心设备及技术供应商，国盾量子项目总监周雷表示，目前，除城域网建设外，我国还在建设北京至哈尔滨、海口至文昌等地的量子保密通信网络。此后，合肥量子城域网有望与“京沪干线”以及上海、南京等地的量子保密通信节点连通。未来，随着量子保密通信网络建设的不断完善，量子信息技术与现代信息安全技术、ICT技术的融合将进一步深化，从而全面提升我国网络信息安全水平，更好地践行网络强国和网信安全的国家战略。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1309053.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1309053.htm