纠缠发送了超过50公里的光纤

首次，一个团队在50公里的光纤上发送了一个与物质纠缠在一起的轻粒子。这为量子网络的实际应用铺平了道路，为未来的量子互联网奠定了里程碑。

量子互联网承诺为新型科学技术提供绝对防窃听的通信和强大的分布式传感器网络。但是，由于无法复制量子信息，因此无法通过经典网络发送此信息。量子信息必须通过量子粒子传输，并且为此需要特殊的接口。因斯布鲁克的实验物理学家本·兰扬(Ben Lanyon)因其研究获得了2015年奥地利START奖，他正在研究未来量子互联网的这些重要方面。现在，他在因斯布鲁克大学实验物理系和奥地利科学院量子光学与量子信息研究所的团队已经取得了物质与光之间量子纠缠转移的记录。首次使用光缆覆盖了50公里的距离。Ben Lanyon说：“这比以前可能高出两个数量级，这是开始构建城际量子网络的实际距离。”

转换后的光子进行传输

Lanyon的团队从被离子阱捕获的钙原子开始了实验。研究人员使用激光束将量子态写在离子上，同时激发它以发射光子，并在其中存储量子信息。结果，原子和轻粒子的量子态发生纠缠。但是挑战在于如何通过光缆传输光子。Ben Lanyon说：“钙离子发出的光子波长为854纳米，并被光纤迅速吸收。”因此，他的团队首先将光粒子通过强激光照射的非线性晶体发出。因此，光子波长被转换为长距离旅行的最佳值：当前的电信标准波长为1550纳米。然后，因斯布鲁克的研究人员将该光子通过一条50公里长的光纤线发送。他们的测量结果表明，即使经过波长转换和漫长的飞行，原子和光粒子仍然纠缠在一起。

视线更远

下一步，Lanyon和他的团队证明了他们的方法将使相距100公里或更远的离子之间产生纠缠。两个节点分别在50公里的距离处将一个纠缠的光子发送到一个交叉点，在交叉点处对光粒子进行测量，以使它们失去与离子的纠缠，从而使它们纠缠。现在有了100公里节点间距的可能性，因此可以设想在未来几年中建立世界上第一个城际光物质量子网络：在因斯布鲁克之间建立量子互联网的过程中，只需要少数几个被困的离子系统即可。以维也纳为例。

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