电信波长量子中继器节点传输数十公里的量子信息

四分之一个世纪前，因斯布鲁克大学的理论物理学家提出了第一个关于如何通过量子中继器长距离传输量子信息的建议，这将为构建全球量子信息网络打开大门。

现在，新一代因斯布鲁克研究人员已经建立了一个用于电信网络标准波长的量子中继器节点，并将量子信息传输到数十公里。该研究发表在《物理评论快报》杂志上。

量子网络将量子处理器或量子传感器相互连接。这允许防窃听通信和高性能分布式传感器网络。在网络节点之间，量子信息由通过光波导传播的光子交换。然而，在长距离上，光子丢失的可能性急剧增加。

由于量子信息不能简单地被复制和放大，25年前，汉斯·布里格尔(Hans Briegel)、沃尔夫冈·杜尔(Wolfgang Dür)、伊格纳西奥·西拉克(Ignacio Cirac)和彼得·佐勒(Peter Zoller)为量子中继器提供了蓝图。这些具有光物质纠缠源和存储器，以在独立的网络链路中产生纠缠，这些链路通过所谓的纠缠交换在它们之间连接，最终将纠缠分布在长距离上。

甚至可以传输超过 800 公里

由因斯布鲁克大学实验物理系的Ben Lanyon领导的量子物理学家现在已经成功地构建了量子中继器的核心部分 - 一个由两个单物质系统组成的功能齐全的网络节点，能够以电信网络的标准频率与光子产生纠缠和纠缠交换操作。

中继器节点由光学谐振器内的离子阱中捕获的两个钙离子以及单光子转换为电信波长组成。因此，科学家们展示了量子信息在50公里长的光纤上的传输，量子中继器正好位于起点和终点之间的中间位置。