新世代的量子網(wǎng)絡(luò)是基于量子力學(xué)規(guī)律對量子信息進(jìn)行存儲、處理和傳輸?shù)奈锢硌b置，是實(shí)現(xiàn)量子通訊和大規(guī)模量子計(jì)算的基礎(chǔ)。

清華大學(xué)交叉信息研究院段路明教授課題組 利用同種離子的雙類型量子比特編碼，在國際上首次實(shí)現(xiàn)無串?dāng)_的量子網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)， 對未來實(shí)現(xiàn)量子通訊和大規(guī)模量子計(jì)算具有重要意義。 該研究成果近日發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《自然·通訊》。

清華大學(xué)交叉信息研究院助理研究員黃園園介紹，他們利用同種離子的兩對超精細(xì)能級結(jié)構(gòu)，分別編碼出量子網(wǎng)絡(luò)中用于與光子產(chǎn)生糾纏的“通訊比特”和用于存儲信息的“存儲比特”。 同時(shí)，利用激光還實(shí)現(xiàn)了兩種量子比特間微秒量級的相干轉(zhuǎn)換。

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，通過此方法制備出的通訊比特，可在數(shù)百毫秒的時(shí)間內(nèi)生成離子-光子糾纏；通過自旋回波方法可延長存儲比特的存儲壽命，實(shí)現(xiàn)相干時(shí)間達(dá)到秒量級的存儲量子比特。

通過比較有無離子-光子糾纏生成操作時(shí)存儲比特的保真度變化， 研究人員證實(shí)了兩種量子比特之間低于實(shí)驗(yàn)精度的串?dāng)_誤差，從而實(shí)現(xiàn)了無串?dāng)_的量子網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。