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近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)（簡(jiǎn)稱(chēng)中科大）的郭光燦院士團隊在量子網(wǎng)絡(luò )領(lǐng)域取得了重要突破，基于固態(tài)量子存儲成功實(shí)現了跨越7公里的分布式光量子計算。 據悉，該研究團隊由李傳鋒、周宗權、柳必恒等人組成，他們基于多模式固態(tài)量子存儲和量子門(mén)隱形傳送協(xié)議，在合肥市區成功實(shí)現了跨越7公里的非局域量子門(mén)。這一成果已于近日發(fā)表在國際權威學(xué)術(shù)期刊《自然·通訊》上。 分布式量子計算被認為是解決量子計算可擴展性難題的一條可行路徑。它通過(guò)非局域量子門(mén)連接獨立的量子計算節點(diǎn)，從而整合量子網(wǎng)絡(luò )中的算力資源，實(shí)現量子計算規模的提升。然而，非局域量子門(mén)目前僅在數十米的尺度下實(shí)現了實(shí)驗演示，無(wú)法滿(mǎn)足在大尺度量子網(wǎng)絡(luò )中整合算力資源的需求。 為了解決這一難題，郭光燦院士團隊基于量子門(mén)隱形傳送協(xié)議，建立了兩個(gè)量子節點(diǎn)之間的非局域量子門(mén)。這兩個(gè)量子節點(diǎn)分別位于中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)東校區和合肥市大蜀山東側，直線(xiàn)距離為7公里。 在實(shí)驗過(guò)程中，研究團隊首先在兩節點(diǎn)間使用通信波段光子和專(zhuān)線(xiàn)光纜進(jìn)行了量子糾纏態(tài)的遠程分發(fā)。隨后，中國科大節點(diǎn)和大蜀山節點(diǎn)分別執行本地的兩比特量子門(mén)操作。中國科大節點(diǎn)采用摻銪硅酸釔晶體實(shí)現糾纏光子的存儲，直到接收到大蜀山節點(diǎn)的測量結果，并根據這一結果執行相應的單比特門(mén)操作。 
實(shí)驗結果表明，固態(tài)量子存儲器的糾纏存儲時(shí)間達到80.3微秒，相比前人工作提升近2倍，并且糾纏存儲的時(shí)間模式數達1097個(gè)，使得非局域量子門(mén)的生成速率獲得了線(xiàn)性的提升�；诜蔷钟蛄孔娱T(mén)，研究團隊進(jìn)一步操控，成功實(shí)現了量子算法的遠程分布式執行。 |
