通訊作者：Zong-Quan Zhou，Chuan-Feng Li由于通信信道中不可避免的損耗，在地面上糾纏分布的距離被限制在大約100公里。量子中繼器可以通過使用量子存儲器和糾纏交換來解決這個問題。作為量子中繼器的基本鏈路，兩個遠程節點之間的兩方糾纏的預示分布只有通過內置型量子存儲器才能實現。這些方案在多路復用容量和確定性特性之間存在權衡，因此阻礙了高效量子中繼器的發展。基于吸收性量子存儲器的量子中繼器可以克服這些限制，因為它們將量子存儲器和量子光源分開。研究內容——吸收性量子存儲器之間預示糾纏的實驗演示有鑒于此，中國科學技術大學的Zong-Quan Zhou和Chuan-Feng Li等人展示了吸收性量子存儲器之間預示糾纏的實驗演示。實驗中，建造了兩個相隔3.5米的節點，每個節點包含一個偏振糾纏光子對源和一個帶寬高達1千兆赫的固態量子存儲器。中間站的聯合貝爾態測量預示著兩個量子存儲器之間最大糾纏態的成功分布，保真度為 80.4 ± 2.2%（±1 標準偏差）。這里演示的量子節點和信道可以作為量子中繼器的基本鏈路。此外，節點中使用的寬帶吸收量子存儲器與確定性糾纏源兼容，同時支持多路復用，為實際的固態量子中繼器和高速量子網絡的構建鋪平了道路。1、通過中間站的糾纏交換成功地在兩個遠端節點之間分布了預警高保真糾纏。2、該演示是基于吸收性量子存儲器和糾纏光子對源的量子中繼器基本鏈路的首次物理實現。3、該研究中的配置與確定性糾纏源和多路操作兼容，這對提高EDR至關重要，從而使研究者更接近高效和高速的量子中繼器架構。4、在上述改進的基礎上，基于吸收性固態量子存儲的量子中繼器可以構建大規模量子網絡。圖1. 量子中繼器和具有吸收量子存儲器的基本鏈路的原理圖圖5. 通過對從兩個量子存儲器中取回的光子進行偏振分析，驗證了兩個量子存儲器之間預示的遠程糾纏
1、Liu, X., Hu, J., Li, ZF. et al. Heralded entanglement distribution between two absorptive quantum memories. Nature 594, 41–45 (2021).DOI:10.1038/s41586-021-03505-3https://doi.org/10.1038/s41586-021-03505-3
