申博正网代理:量子中继是在噪声信道中实现长距离量子通信的重要途径

郭院士Guangcan的团队已经在量子通信和量子网络的研究取得了重要进展:李Chuanfeng盛和刘Biheng研究团队配合Yubo南京邮电大学,发现11公里的长距离量子纠缠纯化第一次和净化效率与之前相比增加了6000倍国际最好水平。该研究成果最近已在国际知名期刊上发表。

量子中继是在噪声信道中实现长距离量子通信的重要途径，而量子纠缠纯化是量子中继的关键操作，它可以从两个纠缠态中提取出一个纠缠态。以往的纠缠纯化协议是利用两对低纠缠度的光子对来实现的，而本研究团队和合作者提出了一种只需要一对超纠缠光子对的纠缠纯化方案。

研究小组制备了偏振态和路径态处于纠缠态的超纠缠光子对，将其分布在11公里长的多芯光纤中，然后进行量子纠缠纯化操作。结果表明:当偏振纠缠和路径纠缠分布后的初始保真度约为0.665时，纯化的纠缠态保真度可提高到0.774;当初始保真度在0.771左右时，纯化后的保真度可提高到0.887。他们还首次将纠缠纯化技术用于量子密钥分发。净化前，纠缠态纠缠度过低，有效键率为0，但净化后，有效键率上升到0.371。此外，由于只需要一对超纠缠光子对，因此该方案的净化效率(约400对/秒)比以往国际最佳水平高出6000多倍。

这一成果是纠缠纯化从实验室平台走向长距离的关键一步，同时大大提高了纠缠纯化效率，为未来实现高效量子中继提供了强有力的技术保障。