研究人员展示了一套完整的光纤兼容隐形传态系统：量子比特输入，纠缠存储器输出，无信号损失，无需频率转换。

量子隐形传态，这个曾经只存在于科幻小说中的概念，正迅速成为构建下一代互联网竞赛的核心支柱。

该过程并非通过电线或无线电波传输粒子或信号，而是瞬间将粒子的量子态从一个地方传输到另一个地方，而粒子本身并未发生物理移动。

其原理是利用量子纠缠现象 —— 两个粒子深度关联，无论相隔多远，其中一个粒子的状态会瞬间影响另一个粒子。

在构建可扩展量子互联网的道路上迈出重要一步，南京大学的研究人员成功演示了将电信波段光量子比特隐形传态到固态量子存储器中。

这标志着首次使用电信兼容设备实现此类壮举，为将量子网络与现有通信基础设施集成开辟了道路。

实验采用光纤友好技术

在资深作者马小松（音译）的领导下，该团队成功地将量子信息从光子传输到了基于铒离子系综的固态存储器中。

与早期依赖频率转换的隐形传态实验不同，此次实验完全在电信波段（即常规光纤通信所使用的波段）内运行。

马小松告诉媒体：“量子隐形传态始终是量子通信中一个非常令人着迷的协议，因为它能够在完全不泄露信息的情况下传输量子态。” 他们的目标是将固态存储器集成到隐形传态过程中，使量子态能够临时存储，以便进行远距离传输。

在量子网络中，此类存储单元对于分发纠缠态和确保长距离稳定通信至关重要。

“为了进一步延长状态传输距离，将量子存储器纳入量子隐形传态系统至关重要，” 马小松强调道。

量子网络的运行需要中继器的帮助，这些中继器将长链路分割成较短的区段。在这些端点放置量子存储器，信息可以存储起来，直到所有链路都建立起纠缠连接，从而构成未来量子互联网的骨干。

五部分系统实现成果

马小松团队部署了五个互连系统来完成该实验。

这些系统包括：输入态制备模块、在集成光子芯片上生成的纠缠光子源（EPR源）、贝尔态测量模块，以及基于铒离子的量子存储器。他们还采用了频率分布与微调装置，利用法布里-珀罗腔（Fabry-Pérot cavity）和庞德-德雷弗-霍尔（Pound-Drever-Hall, PDH）技术来实现精确的信号对准。

“我们的研究首次展示了从电信光子到基于铒离子的固态量子存储器的量子隐形传态，” 马小松表示，“我们的整个系统完美地使用了与现有光纤网络兼容的组件。”

这种兼容性是一个重要的里程碑。大多数先前的系统都需要将信号转换到不同的频率，限制了实际部署。通过保持在电信波段运行，此系统能与当今的基础设施无缝协作。

“这个兼容电信的、用于生成、存储和处理光量子态的平台，为构建大规模量子网络确立了一条极具前景的途径，” 马小松补充道。

该团队目前计划改进固态存储器系统。他们下一步的重点包括延长存储时间和提高数据保持效率，这两点对于实用的量子网络都至关重要。

凭借这一突破，通往功能性量子互联网的道路变得更加清晰，也更加“光纤就绪”。

该研究已发表在《物理评论快报》期刊上。

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