羅切斯特大學(xué)（University of Rochester）和羅切斯特理工學(xué)院（Rochester Institute of Technology）的研究人員最近使用兩根光纖將他們的校園與實驗性量子通信網(wǎng)絡(luò)連接起來。

在一篇論文中，科學(xué)家們描述了實驗性量子通信網(wǎng)絡(luò)，稱為羅切斯特量子網(wǎng)絡(luò)或 RoQNET，它使用單光子在室溫下使用光波長沿光纖線路傳輸約 11 英里的信息。

量子通信網(wǎng)絡(luò)有可能顯著提高信息傳輸?shù)陌踩?，使消息無法在不被發(fā)現(xiàn)的情況下被克隆或攔截。盡管量子通信中使用的量子比特可以用原子、超導(dǎo)體甚至金剛石等材料中的缺陷以物理方式創(chuàng)建，但單個光粒子是長距離量子通信的最佳量子比特類型。

未來可能會使用許多量子比特，因為量子比特源（如量子點或囚禁離子）在量子計算或不同類型的量子傳感中的特定應(yīng)用中都有優(yōu)勢。然而，光子最吸引人，因為它們理論上可以通過光纖電信線路傳輸。

“這是創(chuàng)建量子網(wǎng)絡(luò)的一步，量子網(wǎng)絡(luò)將保護通信并為分布式計算和成像提供新的方法，”領(lǐng)導(dǎo)羅切斯特大學(xué)工作的 Marie C. Wilson 和 Joseph C. Wilson 光學(xué)物理學(xué)教授 Nickolas Vamivakas 說?！半m然其他小組已經(jīng)開發(fā)了實驗性量子網(wǎng)絡(luò)，但 RoQNET 在使用集成量子光子芯片產(chǎn)生量子光和基于固態(tài)的量子存儲節(jié)點方面獨樹一幟。”

羅切斯特大學(xué)和 RIT 團隊結(jié)合了他們在光學(xué)、量子信息和光子學(xué)方面的專業(yè)知識，開發(fā)了可以促進量子網(wǎng)絡(luò)的光子集成電路技術(shù)。目前，利用光纖線路進行量子通信的努力需要笨重且昂貴的超導(dǎo)納米線單光子探測器 （SNSPD），但研究人員希望消除這一障礙。

“光子以光速移動，其寬波長范圍使能夠與不同類型的量子比特進行通信，”RIT 凱特格里森工程學(xué)院教授 Stefan Preble 說。“我們的重點是分布式量子糾纏，而 RoQNET 是實現(xiàn)這一目標(biāo)的試驗臺。”

最終，研究人員希望將 RoQNET 量子通信網(wǎng)絡(luò)連接到紐約州的其他研究設(shè)施，包括布魯克海文國家實驗室、石溪大學(xué)、空軍研究實驗室和紐約大學(xué)。

圖片：耦合到高度非線性晶體和光纖陣列單元的光子芯片。該晶體產(chǎn)生糾纏的可見光電信光子對，這些光子對在氮化硅和硅光子集成電路上進行處理，從而形成一個緊湊的多功能平臺，以連接現(xiàn)有電信基礎(chǔ)設(shè)施上的可見訪問量子節(jié)點。感謝 RIT。