為了遠距離傳輸量子信息，需要量子中繼器來遠距離分布糾纏。圖片來源：哈拉爾德·里奇/因斯布魯克大學

奧地利因斯布魯克大學量子物理學研究團隊已成功構建了一個用于電信網(wǎng)絡標準波長的量子中繼器節(jié)點，并將量子信息傳輸數(shù)十公里。這個功能齊全的網(wǎng)絡節(jié)點是量子中繼器的核心部分，由兩個單一物質系統(tǒng)組成，能夠以標準的光子產(chǎn)生糾纏電信網(wǎng)絡的頻率和糾纏交換操作。研究結果發(fā)表在新一期《物理評論快報》上。

量子網(wǎng)絡將量子處理器或量子傳感器相互連接起來。在網(wǎng)絡節(jié)點之間，量子信息由穿過光波導的光子交換。然而，在長距離上，光子丟失的可能性急劇增加。

量子信息不能簡單地被復制和放大，25年前，因斯布魯克大學研究團隊提供了量子中繼器的藍圖。其擁有光物質糾纏源和存儲器，以在獨立的網(wǎng)絡鏈路中產(chǎn)生糾纏，這些鏈路通過糾纏交換在它們之間連接，最終將糾纏分布在長距離上。

新構建的中繼器節(jié)點由光學諧振器內(nèi)的離子阱中捕獲的兩個鈣離子以及到電信波長的單光子轉換組成。科學家們還展示了通過50公里長的光纖傳輸量子信息，而量子中繼器恰好位于起點和終點之間的中間位置。

研究人員還計算出這種設計的哪些改進是必要的，以使傳輸超過800公里成為可能，從而將因斯布魯克和維也納連接起來。