2014.03.24本報訊（記者蔣家平）

記者3月21日從中國科學技術大學獲悉，中科院院士、該校教授潘建偉及其同事包小輝、江曉等在國際上首次實現不同顏色獨立光子間的量子糾纏，解決了量子網路中如何在不同頻率終端間進行糾纏連接這一難題。該工作以編輯推薦論文的形式發表在最新一期的《物理評論快報》上，美國物理學會《物理觀點》欄目也對該成果進行了專題報導。

量子糾纏是量子資訊科學中的重要資源。以往實驗上有很多方法可產生糾纏光子，不過通過這些方法只能局域地產生光子間的量子糾纏。然而，在量子網路等應用中，需要將來自不同光源的獨立光子糾纏起來，進而實現多個終端間的糾纏連接。目前，雙光子干涉是實現獨立光子間量子糾纏的最主要方法。不過，雙光子干涉對入射光子有非常嚴格的要求，即只有當兩個光子具有同樣的顏色（頻率）時，才可以通過雙光子干涉產生量子糾纏。然而，在量子網路中有很多原因會導致不同終端發射的單光子具有不同顏色，而且即使原本頻率一致的單光子也會由於平臺的高速運動導致其頻率發生移動。 因此，如何在不同頻率的獨立光子間建立量子糾纏，成為可升級量子網路進一步發展所亟須解決的關鍵問題之一。

潘建偉小組在此次研究中首次提出，可採用時間分辨測量與主動相位反饋相結合的方法，實現不同頻率光子間的量子糾纏，並利用該小組近年發展的窄帶量子光源平臺對此理論方案進行了實驗演示，成功實現了將頻率相差為80兆赫的兩個獨立光子糾纏起來。 該頻率差別超過每個入射光子各自頻率寬度的16倍之多。該成果將在未來可升級量子網路中有重要應用，可用於解決不同量子點間、不同物理體系間等因具有不同躍遷頻率而難以進行糾纏連接的困難。

中國科學家用新技術實現11公里量子糾纏「純化」---- 每日頭條

2021-01-13 由 光明網 發表于科學 新華社合肥

1月13日電（記者徐海濤）量子糾纏是實現量子通信的重要基礎，但糾纏態非常脆弱容易消失。近期，中國科學技術大學郭光燦院士團隊的李傳鋒、柳必恆研究組與南京郵電大學合作，用一種巧妙的方法將兩對低糾纏度的糾纏態「純化」成一對高糾纏度的糾纏態，並首次實現了11公里的遠距離量子糾纏純化，純化效率比此前國際最好水平提升了6000多倍。 量子糾纏態極其脆弱，環境噪聲、光纖抖動等都會導致糾纏純度降低，這是制約實現遠程量子通信的關鍵技術障礙。「在實際傳輸過程中，量子糾纏的純度降低幾乎不可避免。但是，只有糾纏度比較高的時候才有用，太低就失去了作用。」李傳鋒教授說，他們近期設計出一種新技術方案，嘗試將兩對低糾纏度的糾纏態「純化」成一對高糾纏度的糾纏態，從而解決純度降低的問題。

用這種新方法，科研人員實驗製備出超糾纏光子對，一對光子就可攜帶兩對糾纏態，並在11公里長的多芯光纖里進行糾纏分發，然後實施純化操作。實驗結果表明，當分發後的偏振糾纏和路徑糾纏初始保真度均為約0.665時，純化得到的糾纏態保真度可以提升到0.774；初始保真度均為約0.771時，純化後的保真度可提升到0.887。將糾纏純化用於量子密鑰分發，有效密鑰率可從0提升到0.371。由於新方案只需使用一對超糾纏光子對，該方案的純化效率達到每秒約輸出400對，比此前國際上的最好水平提升了6000多倍。

該成果邁出了糾纏純化技術從實驗室到應用的關鍵一步，大幅提升了純化效率，為將來實現高效率的遠距離量子通信提供了技術保障。國際知名學術期刊《物理評論快報》日前發表了該成果。