快讯：中国科学家率先实现全光量子中继

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据中国科学技术大学介绍，该校的潘建伟院士及其同事陈宇飞虎等在国际上首次实现了全光量子中继器的原理验证，为构建远距离光纤量子互联网开辟了新的道路。 这一成果日前在《自然光子学》网上发表。

在远距离量子通信过程中，信道传播的量子态往往随着通信距离的增加而指数性减少，极大地限制了量子通信相对有效的传输距离。 目前主要有两种处理方案:一种是几乎真空，量子信号损失极小的宇宙空间，通过利用卫星扩展量子通信距离，墨子号量子科学实验卫星成功验证了该方案的可行性。 二是光纤互联网采用量子中继器，将长距离光纤信道分割为多级距离较短的信道，量子信号不会随着距离的增加而指数衰减，量子通信距离扩大。

鉴于量子中继器的重要科学和应用价值，国际上关于量子中继器研究的竞争异常激烈。 但是，目前的量子存储性能有限，实现实用化量子中继器还需要很长时间。

研究小组首先对原始的全光量子中继方案进行了改进，采用光子ghz态和后选贝尔测量实现不同通道间光子对的任意连接，比较有效地提高量子通道中纠缠态的每一个成功概率。 并以6个独立参数转换双光子纠缠源，实验成功构建了基于12光子的全光量子中继器，测试了该量子中继器的各方面性能，实验验证了其与纠缠交换方案的特点。 实验结果表明，全光量子中继器能比较有效地提高量子态的传输速度，扩大量子通信的传输距离。

该成果成功验证了全光量子中继器的可行性，从原理上讲并不是量子存储器构建量子中继器的必要条件，为量子中继器的实用化研究开辟了新的道路。