化工儀器網手機版
移動端訪問更便捷
可重構量子糾纏分配網絡新方案取得重要進展
2024年12月27日 14:23:57
來源：化工儀器網 點擊量：4331
這一研究成果不僅解決了量子網絡擴展性和靈活性方面的重大挑戰，還為量子密鑰分發(QKD)、量子遠程傳態、分布式量子計算等量子信息應用的一體化網絡實現提供了有力支持。
量子糾纏分配是量子網絡發展中的重要技術。通過在多個用戶間端到端地分配量子糾纏資源，量子網絡能夠支持多種量子信息應用。然而，在實際應用中，量子糾纏分配網絡面臨著擴展性和靈活性的重大挑戰。傳統的波分復用(WDM)量子糾纏分發網絡受限于光通信波段波長信道的有限性，網絡用戶數受到限制。為了突破這一瓶頸，研究者們開始探索新的網絡架構和分發機制。
近日，清華大學電子工程系的張巍教授團隊在量子糾纏分配網絡領域取得了突破性進展，提出了一種基于自發四波混頻(SFWM)量子光源泵浦管理的可重構量子糾纏分配網絡新方案。這一研究成果不僅解決了量子網絡擴展性和靈活性方面的重大挑戰，還為量子密鑰分發(QKD)、量子遠程傳態、分布式量子計算等量子信息應用的一體化網絡實現提供了有力支持。
科研團隊的新方案巧妙地運用了硅波導通過自發四波混頻產生糾纏光子對的物理過程。當多個泵浦光注入到硅波導時，會同時激發多個簡并泵浦和非簡并泵浦的自發四波混頻過程，產生的光子對在頻譜上具有復雜的頻率關聯特性。這一特性使得不同頻率的光子可以被分配給網絡用戶，從而在用戶間自然形成特定的量子網絡拓撲。更重要的是，當泵浦光頻率發生改變時，網絡拓撲也會隨之改變，這種機制被稱為“泵浦管理”。
通過引入泵浦管理機制，張巍教授團隊的新方案成功地將N用戶網絡需要的波長通道數量降低到O(N)，而傳統WDM量子糾纏分配網絡則需要O(N^2)個波長通道。這一改進不僅大大降低了網絡對波長信道的需求，還使得網絡架構具備了很強的拓撲重構能力，并始終保持每對用戶線路獨立使用一份糾纏資源。這些特點使得該網絡架構兼顧了可擴展性、可重構性和高性能。
為了驗證新方案的有效性和應用潛力，張巍教授團隊還通過三波長泵浦光的泵浦管理演示了一個10用戶全連接的糾纏基QKD網絡。實驗結果表明，網絡中產生的光子通過光纖分發到網絡用戶后，光子間的時間-能量糾纏特性得到了充分驗證。這一成果不僅證明了新方案在實際應用中的可行性，還為量子網絡的進一步發展奠定了堅實基礎。
該研究成果以Reconfigurable entanglement distribution network based on pump management of spontaneous four-wave mixing source為題，于近日在線發表于《科學·進展》(Science Advances)期刊上。
相關閱讀 Related Reading
查看更多+-
儀器聚焦丨熱點重點大盤點 儀器行業本周要點速遞(2025年第13期）
本周化工儀器領域的最新動態有中辦國辦印發《安全生產考核巡查辦法》、國家藥監局發布《醫療器械網絡銷售質量管理規范》、工信部部署202...2025-05-10 10:00:00 -
新疆維吾爾自治區藥品檢驗研究院就“新疆維吾爾自治區藥品檢驗研究院采購檢驗及科研用實驗供應品”發布招標公告，預算316.18萬元。2025-05-09 09:24:04
-
上海市浦東新區環境監測站就“新增與更新專業儀器設備”發布招標公告，預算251萬。2025-05-09 09:09:13
-
干貨滿滿！“第四屆地質與稀土樣品處理及檢測技術專場線上研討會”邀你報名
2025年5月15日14：00，化工儀器網特舉辦“第四屆地質與稀土樣品處理及檢測技術專場線上研討會”，邀請行業專家及相關從業人員，...2025-05-09 08:44:03 -
山東省食品藥品檢驗研究院就“山東省食品藥品檢驗研究院食品監管能力建設儀器設備采購”發布招標公告，預算687萬元。2025-05-07 08:53:32
-
近日，國家統計局發布2025年1—3月份工業企業利潤數據及解讀，儀器行業利潤增長15.3%，整體發展穩中向好。2025-05-06 11:56:45
版權與免責聲明
- ①凡本網注明“來源：化工儀器網”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網絡有限公司-化工儀器網合法擁有版權或有權使用的作品，未經本網授權不得轉載、摘編或利用其他方式使用上述作品。已經本網授權使用作品的，應在授權范圍內使用，并注明“來源：化工儀器網”。違反上述聲明者，本網將追究其相關法律責任。
- ②本網轉載并注明自其他來源（非化工儀器網）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責，不承擔此類作品侵權行為的直接責任及連帶責任。其他媒體、網站或個人從本網轉載時，必須保留本網注明的作品第一來源，并自負版權等法律責任。
- ③如涉及作品內容、版權等問題，請在作品發表之日起一周內與本網聯系，否則視為放棄相關權利。
