混合型量子网络实现信息可靠传送包含两种量子节点的混合型量子通信网络

　　包含两种量子节点的混合型量子通信网络示意图。

《Nature》杂志在线版22日刊登了量子通讯研究的一项里程碑式成果：西班牙光子科学研究所（ICFO）科学家用两种完全不同的量子节点，建立了一种混合型量子通信网络，并在两个节点间成功实现了光量子通信。新研究首次证明，不同量子节点组成的混合型量子网络，能像相同量子节点间一样进行可靠的量子信息传送。

最近几年，量子信息网络逐渐发展成为一项颠覆性技术，代表了一种完全不同于以往的信息处理和交流方式。在传统信息网络中，信息用“0”和“1”编辑，处理信息的节点是电路和芯片，信息载体是光脉冲。而量子信息网络用粒子纠缠形成的量子位来处理和储存量子信息，其节点通常由冷原子气体或掺杂性固体等不同物质系统组成，节点间信息传递的载体是单光子。

在多年的研究中，科学家们对单光子载体的完美表现已经达成共识，但量子节点到底使用哪种物质才能让系统性能更佳，仍无法确定。于是有人提出，集两者之所长，用不同节点组建一种混合型量子网络。但作为信息载体的单光子需要不断变换其波长和带宽，才能与不同节点完美对接信息，这种必要条件成为混合型量子网络研发中的重大挑战。

ICFO物理学家休斯·瑞德曼特带领同事克服了这一挑战。在他们创建的混合型量子网络中，激光制冷铷原子云作为发出信息的量子节点，掺杂镨离子的晶体作为接收信息的量子节点，单光子能随时转换波长，其在传递信息中的波长甚至能转换成与现有C波段通信系统兼容的1552纳米。研究团队还在两个实验室间对该网络进行了验证，结果单光子载体在2.5微秒内成功将1个量子位的信息从铷原子云节点传送到另一个量子节点。

瑞德曼特表示，新研究是混合型量子网络里程碑式的突破，其还能与现有通信网络兼容，距离未来应用已为时不远。（科技日报）

论文链接：http://www.nature.com/articles/nature24468

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