中國科學技術大學教授潘建偉及同事陳宇翱、趙博等人近期利用參量下轉換光源，實現(xiàn)了基于線性光學的量子中繼器中的嵌套糾纏純化和二級糾纏交換過程，為將來實現(xiàn)基于原子系綜的可擴展線性光量子中繼器提供了前瞻性技術指引。國際學術期刊《自然—光子學》和《物理評論快報》日前分別發(fā)表了這兩項成果。

　　在地面進行量子通信會受到鏈路衰減和噪聲等影響，需要利用量子中繼器才能實現(xiàn)遠距離通信。自1998年提出概念以來，科學家一直在搭建實用化量子中繼器的道路上努力前行。

　　潘建偉團隊在多光子糾纏制備和操縱方面處于世界領先地位，近期他們基于八體糾纏光源，首次演示了嵌套量子糾纏純化和級聯(lián)量子糾纏交換。通過巧妙設置貝爾態(tài)測量裝置，不僅能完全消除糾纏交換過程中雙光子干擾項，同時還保留了分發(fā)量子態(tài)進一步可操縱性。結合使用光纖模擬量子存儲以及測量反饋裝置，成功實現(xiàn)了可擴展量子中繼器的光學演示。

　　這兩項工作突破了以往只能演示量子中繼器中單次糾纏操縱的技術障礙，首次實現(xiàn)了對量子態(tài)的連續(xù)糾纏操控，基于線性光學系統(tǒng)發(fā)展了可擴展量子中繼器技術。審稿人均對這兩項成果給予高度評價，其中嵌套純化的實驗實現(xiàn)被稱贊為“英雄實驗”。