中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉、包小輝研究團(tuán)隊(duì)在量子網(wǎng)絡(luò)研究方面取得重要進(jìn)展，成功地利用多光子干涉將分離的3個(gè)冷原子量子存儲(chǔ)器糾纏起來(lái)，為構(gòu)建多節(jié)點(diǎn)、遠(yuǎn)距離的量子網(wǎng)絡(luò)奠定了基礎(chǔ)。

該成果日前發(fā)表在國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然·光子學(xué)》上，被審稿人稱(chēng)贊為“多節(jié)點(diǎn)量子網(wǎng)絡(luò)的里程碑”。

據(jù)潘建偉介紹，量子網(wǎng)絡(luò)可分為量子密鑰網(wǎng)絡(luò)、量子存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)、量子計(jì)算網(wǎng)絡(luò)3個(gè)階段。量子存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)是量子密鑰網(wǎng)絡(luò)的下一階段，量子態(tài)可在每一個(gè)節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)在量子存儲(chǔ)器內(nèi)，能夠在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候按需讀出。因此，基于量子存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)可以進(jìn)行更為高級(jí)的量子信息任務(wù)。

量子密鑰網(wǎng)絡(luò)已較為成熟，目前正在進(jìn)入規(guī)模化應(yīng)用，如我國(guó)已經(jīng)建成的量子保密通信京滬干線等。在量子存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)方向，當(dāng)前的主要目標(biāo)是拓展節(jié)點(diǎn)數(shù)目、增加節(jié)點(diǎn)間的距離。

包小輝說(shuō)，構(gòu)建量子存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的基本資源是光與原子間的量子糾纏，糾纏的亮度及品質(zhì)直接決定了量子網(wǎng)絡(luò)的尺度與規(guī)模。為提升糾纏亮度，研究團(tuán)隊(duì)采用環(huán)形腔增強(qiáng)技術(shù)來(lái)增加單光子與原子系綜間耦合，使得糾纏制備效率大幅提升。為提升糾纏品質(zhì)，團(tuán)隊(duì)采用高階模式鎖腔、自濾波等技術(shù)，使得雜散背景光子得到很好抑制。兩者相結(jié)合，在維持糾纏品質(zhì)不變的情況下，糾纏源的亮度比以往雙節(jié)點(diǎn)實(shí)驗(yàn)中提升了一個(gè)數(shù)量級(jí)以上。