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科技工作者之家 2020-07-31
来源:iNature
基于量子力学的基本原理,量子计算和模拟被认为是后摩尔时代推动高速信息处理的颠覆性技术,有望解决诸如高温超导机制模拟、密码破解等重大科学和技术问题。量子纠缠是量子计算的核心资源,量子计算的能力将随纠缠比特数目的增长呈指数增长。因而,大规模纠缠态的制备、测量和相干操控是该研究领域的核心问题。实现大规模纠缠态的通常途径是,先同步制备大量纠缠粒子对,然后通过量子逻辑门操作将其连接形成多粒子纠缠。因此,高品质纠缠粒子对的同步制备是实现大规模纠缠态的首要条件。十几年来,已有很多实验在光子、囚禁离子、中性原子等系统中演示了操控多个量子比特进行信息处理的可行性。但是,以往的工作中,受限于纠缠对的品质和量子逻辑门的操控精度,目前人们所能制备的最大纠缠态距离实用化的量子计算和模拟所需的纠缠比特数和保真度还有很大差距。
2020年7月31日,中国科学技术大学潘建伟及苑震生共同通讯在Science 在线发表题为"Cooling and entangling ultracold atoms in optical lattices"的研究论文,该研究在理论上提出并实验实现原子深度冷却新机制的基础上,在光晶格中首次实现了1250对原子高保真度纠缠态的同步制备,为基于超冷原子光晶格的规模化量子计算与模拟奠定了基础。2020年6月15日,中国科学技术大学潘建伟及彭承志共同通讯在Nature 在线发表题为“Entanglement-based secure quantum cryptography over 1,120 kilometres”的研究论文,该研究展示了两个相距1,120 km的地面站之间基于纠缠的QKD。与先前的工作相比,该研究将双光子分布的链路效率提高了约4倍,并获得了0.12比特/秒的有限密钥-秘密密钥速率。因此,该研究工作为基于纠缠的全球量子网络铺平了道路。总体而言,结果使地面上实际QKD的安全距离从100 km增加到超过1000 km,而无需信任的中继站,这代表了朝着任意长距离远程用户真正可靠且牢不可破的加密方法迈出的重要一步(点击阅读)。
2020年2月12日,中国科学技术大学潘建伟、包小辉及张强共同通讯在Nature 在线发表题为“Entanglement of two quantum memories via fibres over dozens of kilometres”的研究论文,该研究在量子中继与量子网络方向取得重大突破。该研究通过发展高亮度光与原子纠缠源、低噪高效单光子频率转换技术和远程单光子精密干涉技术,成功地将相距50公里光纤的两个量子存储器纠缠起来,为构建基于量子中继的量子网络奠定了基础(点击阅读)。注:该解析部分参考自中国科学技术大学官网介绍。
来源:Plant_ihuman iNature
原文链接:https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU3MTE3MjUyOA==&mid=2247512612&idx=4&sn=b64e00193d5e5b5a094d085e98b6663d&chksm=fce6c1fbcb9148ed6c1b41b902b4685f817aef986f56262f6f3d9e2a049c0a56d7ad1e566124#rd
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