量子纠缠网络
量子通讯光子的量子纠缠与信息传输
量子通讯光子的量子纠缠与信息传输量子通讯是一种基于量子力学原理的信息传输方式，使用量子比特（qubit）作为信息的基本单位。
而在量子通讯中，光子被广泛应用作为传输信息的载体。
光子的量子纠缠是实现量子通讯的关键之一。
本文将探讨光子的量子纠缠如何与信息传输相结合，以及在量子通讯中的应用。
一、光子的量子纠缠光子是量子光学领域的研究对象之一，光子的量子纠缠是指两个或多个光子之间的量子态间存在复杂的相互关系，改变一个光子的状态将会影响到其他纠缠光子的状态。
这种纠缠现象在经典物理中是无法解释的，而在量子力学中则被广泛应用于信息传输。
量子纠缠的形式有多种多样，其中最常见的是极化纠缠。
例如，两个极化纠缠光子，当其中一个光子的极化状态发生改变时，另一个光子的极化状态也会瞬间发生相应改变。
这种纠缠关系可以用于实现量子隐形传态、量子密钥分发等量子通讯中的重要任务。
二、光子的量子纠缠与信息传输量子纠缠光子在信息传输中具有重要的应用价值。
首先，通过纠缠态，可以实现远距离的量子隐形传态。
在量子隐形传态中，发送方通过对纠缠光子进行操作，将信息传输到接收方，而在传输的过程中，实际上并没有经过经典的信道。
这种传输方式在保证信息传输的同时，能够实现信息的安全性。
其次，量子纠缠光子还可以用于量子密钥分发。
量子密钥分发是一种安全的密钥传输方式，通过纠缠光子的特性，可以实现对密钥信息的保密传输。
在量子密钥分发中，发送方和接收方通过共享的纠缠态生成相同的密钥，而外部的干扰者无法获取这个密钥。
这种方法为信息传输的安全性提供了重要的保障。
此外，光子的量子纠缠还可以用于量子计算和量子网络。
量子计算是一种基于量子力学原理的计算方式，相对于传统计算机来说，具有更高的计算速度和更大的存储容量。
在量子计算中，通过对纠缠态的操作，可以实现量子比特之间的并行运算，从而提升计算效率。
而量子网络则是将多个量子比特的纠缠态组建起来，实现分布式计算和信息传输。
三、未来的发展与挑战光子的量子纠缠在量子通讯中具有巨大的应用前景，然而目前还存在着一些挑战和限制。
量子纠缠的应用方法和未来发展趋势
量子纠缠的应用方法和未来发展趋势量子纠缠是量子力学中的重要现象，它描述了两个或多个量子系统之间的优势关系。
纠缠态被广泛应用于量子通信、量子计算和量子精密测量等领域。
本文将讨论量子纠缠的应用方法和未来发展趋势。
首先，量子纠缠在量子通信领域具有重要应用。
量子纠缠状态的特殊性质使其成为安全通信的关键元素。
量子纠缠可以用于量子密钥分发、量子隐形传态和量子密码等技术。
其中，量子密钥分发技术利用纠缠态的非克隆性质，实现了安全的通信方式。
通过测量纠缠态的某个量子比特，通信双方可以确认是否存在窃听者。
量子隐形传态则允许通过纠缠态传输量子信息，而不需要传输量子比特本身。
这些应用方法极大地提高了通信的安全性和效率。
其次，量子纠缠在量子计算中发挥着重要作用。
量子计算利用量子比特的叠加态和纠缠态，可以在一次计算中同时处理多个可能结果，从而大幅提升计算速度。
量子纠缠可以用于实现量子电路和量子算法。
量子电路是一种描述量子计算的模型，其中的量子门操作可以通过纠缠态实现。
例如，利用CNOT门和Hadamard门，可以构建大规模的量子纠缠网络。
量子算法中的Grover搜索和Shor因式分解等算法，也依赖于量子纠缠来实现高效的计算。
因此，量子纠缠在量子计算领域具有广阔的应用前景。
此外，量子纠缠在精密测量中也展现了巨大潜力。
量子纠缠可以用于提高测量的精确度和灵敏度。
例如，使用纠缠态的叠加性质，可以实现超分辨成像和量子测距等技术。
在超分辨成像中，通过利用纠缠态的空间关联特性，可以突破传统成像的分辨限制。
量子测距则利用纠缠态的相干特性，实现了对距离的精确测量。
这些应用方法为精密测量领域带来了新的突破和发展机遇。
未来，量子纠缠的发展趋势将聚焦于以下几个方面。
首先，随着对量子纠缠性质的深入研究，我们可以预见更多种类和更复杂的纠缠态将被发现和应用。
这将扩大量子纠缠的应用领域，并为量子通信和量子计算等领域带来更大的优势。
其次，量子纠缠的保持和传输技术将得到进一步提升。
量子纠缠与远距通信：量子信息传递的前景
量子纠缠与远距通信：量子信息传递的前景在量子物理学的神秘领域中，量子纠缠是一个令人着迷的现象，它挑战了我们对空间和时间的传统理解。
当两个或多个粒子在量子层面上纠缠时，无论它们相隔多远，对其中一个粒子的测量都会瞬间影响到其他粒子的状态。
这种即时的“幽灵般的超距作用”不仅在理论上引人入胜，而且在实际应用中，尤其是远距通信领域，展现出巨大的潜力。
量子纠缠与远距通信的结合，为我们提供了一种全新的信息传递方式。
在传统的通信系统中，信息通过电磁波或光信号在物理介质中传播，这需要时间，并且容易受到干扰。
然而，量子纠缠允许信息在没有物理介质的情况下即时传递，理论上可以实现比光速更快的通信速度。
量子通信的前景是激动人心的。
首先，它提供了一种几乎无法被窃听的安全通信方式。
由于量子纠缠的粒子状态是随机的，任何试图窃听的行为都会破坏纠缠状态，从而被立即检测到。
这种基于量子力学原理的安全性，为军事、金融和个人隐私保护提供了前所未有的保障。
其次，量子通信可以极大地提高通信速度和效率。
在量子纠缠的帮助下，信息可以在瞬间跨越大距离，这对于全球通信网络来说是一个巨大的进步。
它不仅能够缩短通信延迟，还能够在网络拥堵时提供更稳定的通信质量。
然而，量子通信技术仍然面临许多挑战。
首先，量子纠缠的维持非常困难，因为它们对环境极其敏感，即使是最小的干扰也可能导致纠缠状态的破坏。
此外，量子信息的传输距离目前还受到限制，尽管科学家们正在努力通过量子中继器和其他技术来扩展这一距离。
尽管存在这些挑战，量子通信的研究正在迅速发展。
实验室中的实验已经成功地在数百公里的距离上实现了量子纠缠，而量子卫星的发射则进一步推动了这一领域的边界。
随着技术的不断进步，我们有理由相信，量子通信将成为未来通信网络的关键组成部分。
总之，量子纠缠与远距通信的结合，不仅为我们提供了一种全新的通信方式，而且有望彻底改变我们对信息安全和通信速度的理解。
随着量子技术的不断成熟，我们有望见证一个全新的通信时代的诞生。
如何产生纠缠的量子
如何产生纠缠的量子量子纠缠是量子力学中一个极为重要的现象，它不仅令人惊叹，也为未来的量子通信和量子计算提供了无限可能。
在过去的几十年里，科学家们一直在探索如何产生纠缠的量子状态，以便更好地理解和利用这一现象。
纠缠的量子态具有非常特殊的特性，其中两个或多个粒子之间的状态密切相关，即使它们被分开，它们的状态仍然会同时反映对方的变化。
这种量子特性被广泛认为是量子计算和通信的基础，因此寻找有效的方法产生纠缠态已经成为科学家们的研究重点之一。
为了产生纠缠的量子态，科学家们通常会采用一系列精密的实验技术和方法。
其中一个常见的方法是通过量子叠加原理，将两个粒子同时放入一个特殊的量子态中，使它们成为一个整体系统。
这样，这两个粒子之间就会产生纠缠，即它们的状态将无法独立描述，而只能通过整体系统的波函数来描述。
这种方法需要非常精细的实验技术和设备，以确保粒子之间的纠缠可以被创建和探测。
除了量子叠加原理外，科学家们还发现了其他一些方法来产生纠缠的量子态。
例如，他们可以利用量子测量的方式，对一个量子系统进行测量，并通过测量结果的相关性来产生纠缠。
这种方法通常需要非常高的控制精度和实验环境的稳定性，以确保测量结果的准确性和可重复性。
另外，一些新型的实验技术，如超导量子比特和离子阱，也为产生纠缠态提供了新的可能性和途径。
在实验技术的发展和进步下，科学家们已经成功地实现了多种不同的方法，产生了各种形式的纠缠态。
例如，他们可以通过量子纠缠源来产生最基本的Bell态，这是最简单的一对纠缠态。
此外，他们还可以通过量子纠缠交换的方式，在多个粒子之间建立复杂的纠缠网络，使得这些粒子之间能够实现量子通信和量子计算。
这些研究成果不仅拓展了我们对纠缠态的理解，也为未来的量子技术应用奠定了坚实的基础。
尽管已经取得了一些重要的成果，但产生纠缠的量子态依然是一个挑战性的问题。
在实际应用中，科学家们需要面对许多困难和挑战，如实验误差、环境干扰和系统噪声等。
量子纠缠在量子通信中的应用
量子纠缠在量子通信中的应用量子通信是一种基于量子力学原理的通信方式，它利用量子纠缠的特性传输信息。
量子纠缠是一种特殊的量子态，通过两个或多个粒子之间复杂的相互关系形成。
本文将探讨量子纠缠在量子通信中的应用。
一、量子纠缠的原理量子纠缠是一种奇特的量子力学现象，当两个或多个粒子处于纠缠状态时，它们的状态无法被单独描述，只有对这些粒子进行综合描述才能获得完整的信息。
换句话说，改变其中一个粒子的状态会立即影响其他纠缠粒子的状态，即使它们之间的距离很远。
二、量子纠缠在量子密钥分发中的应用量子密钥分发是一种安全的通信方式，通过利用量子纠缠的特性，确保通信双方能够安全地交换密钥。
在这个过程中，发送方用纠缠粒子作为密钥进行编码，并将它们发送给接收方。
由于纠缠粒子的特性，任何未经授权的截取尝试都会导致纠缠状态的破坏，从而使通信双方能够察觉到潜在的窃听行为。
三、量子纠缠在量子隐形传态中的应用量子隐形传态是一种通过量子纠缠传输信息的方式，它可以实现信息的瞬时传输而无需物质传递。
在这个过程中，发送方和接收方之间共享一对纠缠粒子，并进行一系列的测量操作。
通过测量得到的结果，接收方可以恢复出发送方想要传输的信息，而无需实际传输物质。
四、量子纠缠在量子远程状态传输中的应用量子远程状态传输是一种利用量子纠缠传输量子态的方式，它可以实现状态的远程传输而无需传递粒子。
在这个过程中，发送方对自己手中的粒子进行测量，并将测量结果发送给接收方。
通过接收方根据发送方的测量结果进行操作，即可恢复出发送方传输的量子态，实现信息的传输。
五、量子纠缠在量子网络中的应用量子网络是由量子计算机和量子通信构成的系统，它利用了量子纠缠的特性进行信息传输和计算。
量子纠缠可以连接不同的量子节点，使它们能够进行高效且安全的通信。
通过将多个纠缠粒子链接在一起，量子网络能够实现复杂的量子计算和通信任务。
六、量子纠缠在量子卫星通信中的应用量子卫星通信是指利用量子纠缠实现地球上的通信设备与天上的卫星之间的安全通信。
量子纠缠及其在量子通信中的应用
量子纠缠是量子力学中一种奇特的现象，它描述了两个或多个量子系统之间的一种纠缠状态。
在这种状态下，两个量子系统之间的状态是相互关联的，无论它们距离多远。
这种现象在量子通信中具有重要的应用。
量子纠缠的概念最初由爱因斯坦、波多尔斯基和罗森于1935年提出，他们认为这种“鬼魅般的操纵”是量子力学的一个问题，因为它涉及到非局域性。
然而，实验证实了量子纠缠的存在，并且发现了它在量子信息科学中的巨大潜力。
量子纠缠的一个重要应用是量子通信。
传统的通信方法使用的是经典的比特来传输信息，而量子通信则利用了量子纠缠的特性。
通过纠缠态，量子信息可以以一种非常安全和高效的方式传输。
一个典型的量子通信协议是量子密钥分发(QKD)。
在QKD中，发送方和接收方利用纠缠态来生成共享的密钥。
由于量子纠缠的性质，任何对纠缠态进行干扰或窃听密钥的威胁都会被立即察觉到。
这使得QKD成为一种安全性非常高的加密通信方式。
除了量子密钥分发，量子纠缠还可以被用于量子隐身传态和量子远程纠缠交换等量子通信协议中。
量子隐身传态是一种能够在通信中传输量子态而又不会泄露任何信息的协议。
量子远程纠缠交换则可以远程创建和连接量子纠缠，这对于量子网络的构建非常重要。
此外，量子纠缠还可以用于量子计算和量子传感器等领域。
在量子计算中，量子纠缠可以帮助实现并行计算和量子并行搜索等任务，大大提高计算效率。
在量子传感器中，通过纠缠态的测量，可以实现超高精度的测量，例如测量时间、磁场和温度等。
虽然量子纠缠在量子通信中的应用前景广阔，但它的实现还面临一些困难。
由于纠缠态对于环境的极度敏感，量子纠缠的存储和传输非常困难。
此外，量子通信设备的成本也很高，限制了其在实际应用中的推广。
总的来说，量子纠缠是量子力学中一种奇特的现象，在量子通信中具有重要的应用。
通过纠缠态，可以实现高度安全和高效率的量子通信。
此外，量子纠缠还有助于实现量子计算和量子传感器等领域的进展。
虽然面临着一些挑战，但随着量子技术的不断发展，相信量子纠缠的应用前景将更加广阔。
量子纠缠的原理及其在通信中的应用
量子纠缠的原理及其在通信中的应用量子纠缠，作为量子力学中的一项重要现象，引起了广泛的关注和研究。
它基于量子超越的性质，通过特殊的操作使得两个或多个粒子之间的状态发生关联，并且在某些情况下，这种关联无论距离有多远，改变一个粒子的状态都会立即影响另一个粒子的状态。
量子纠缠的原理和其在通信中的应用具有重要的科学意义和潜在的技术价值。
量子纠缠的原理建立在量子理论的基础上，与经典物理学的概念有着明显的区别。
在经典物理学中，两个粒子的状态是相互独立的，即使它们之间存在着一定的相互关系，但这种关系是由外部因素决定的，而不是粒子本身的属性。
然而，在量子纠缠中，两个纠缠粒子的状态是相互依赖的，它们之间的关系是由它们之间的相互作用决定的。
量子纠缠的实现需要特殊的操作，通常称为“纠缠门”。
纠缠门是一种量子逻辑门，用于产生和操作量子纠缠态。
常见的纠缠门有CNOT门、Hadamard门等。
通过对粒子进行适当的操作，可以将它们纠缠在一起。
纠缠的过程中，粒子之间的状态变得不可分割，即使将这些粒子进行物理上的分离，它们的状态依然是相互关联的。
量子纠缠的特性可以通过贝尔不等式进行测量。
贝尔不等式是利用一系列纠缠态的性质来描述纠缠对的相关性的统计量。
当量子纠缠存在时，贝尔不等式会被违反。
这种违背现象被称为贝尔不等式的非局域性。
量子纠缠的非局域性是量子力学与经典物理学之间的差异之一，也是量子通信中利用量子纠缠进行隐密通信的基础。
量子纠缠在通信中的应用主要体现在两个方面：量子密钥分发和量子电报机。
量子密钥分发是一种利用量子纠缠保证通信安全的方法。
传统的加密方式中，密钥的安全通常建立在数学上的复杂问题上，如因数分解、离散对数等。
然而，这些问题在量子计算机的威胁下，很可能会被破解。
相比之下，量子密钥分发利用量子纠缠的非局域性，确保了密钥的安全性。
在量子密钥分发中，通信双方通过共享纠缠态生成一对完全随机且相互依赖的密钥，通过量子纠缠的非局域性，攻击者无法获取到完整的密钥信息。
量子纠缠通信
量子纠缠通信量子纠缠 (Quantum entanglement) 是一种基于量子力学原理的非局域性现象，它在量子通信中扮演着重要的角色。
量子纠缠通信则是利用量子纠缠来实现信息的传输和交换，具有高度安全性和传输效率的优势。
本文将探讨量子纠缠通信的原理、应用以及未来的发展趋势。
一、量子纠缠的原理量子纠缠是指两个或多个量子系统之间存在着特殊的关联，使得它们的状态无论在何种距离上的改变都是瞬间发生的，并且彼此之间的状态是密切相关的。
这种关联关系违反了传统物理学的局域性原理，被爱因斯坦称为"鬼魅般的遥距作用"。
量子纠缠通信利用这种特殊的量子纠缠性质来传输信息。
首先，将两个纠缠态的量子比特分别送到通信的两端。
然后，通过测量一个量子比特的状态来改变另一个量子比特的状态，从而传递信息。
由于量子纠缠的非局域性，这种传输方式具有超越经典通信的能力。
二、量子纠缠通信的应用1. 量子密钥分发量子纠缠通信可以实现高度安全的密钥分发。
传统的密码学算法往往依赖于数学难题的复杂性，而量子密钥分发采用了量子态的特殊性质，如单光子的不可克隆性和量子态的测量不可逆性，从而保证了密钥的安全性。
这使得量子纠缠通信在保密通信领域具有重要的应用前景。
2. 量子远程纠缠量子纠缠通信还可以实现远程纠缠，即在空间隔离的两个量子系统之间建立起纠缠态。
这种纠缠态的建立可以用于量子计算、量子通信和量子传感等领域。
例如，量子远程纠缠可以通过纠缠态传输的方式实现量子比特的远程传输和远程操控，从而为量子计算机的研发提供了可能。
3. 量子隐秘性传输传统的信息传输可以容易地被窃听和篡改，而量子纠缠通信则可以实现信息传输的隐秘性。
通过利用量子态的特殊性质，如量子比特的不可复制性和量子态的测量干扰性，可以有效地防止信息的窃取和篡改。
因此，量子纠缠通信被广泛应用于保密通信和安全通信等领域。
三、量子纠缠通信的发展趋势随着量子技术的不断发展，量子纠缠通信正朝着更高效、更安全的方向发展。
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我们构建的量子纠缠网络
量子纠缠网络
不同体系 间的结合
多光子纠缠源 确定性量子光源
自发参量下 转换(SPDC)
参量光系统
光致激发 (PL,PLE)
量子点
量子存储节点
原子频率 梳(AFC)
稀土掺杂晶体
离子阱
量子纠缠网络
2. 连接多个节点：量子界面
混合量子系统：结合不同物理体系的优点， 提供全方位的量子调控手段。
原子、分子和光系统: 系统与环境隔绝较好，易操控 固态系统：受益于微加工技术，具有优异可扩展性
G. Kurizki, PNAS 112, 386Fra bibliotek (2015)
M Wallquist et al, Physica Scripta, 2009, T137
量子纠缠网络
2. 连接多个节点：量子界面
➢ 频率相干转换
B Albrecht, et al, Nature Comm. 4376 (2014)
➢ 调谐一个系统的工作波长去匹配另一个系统
H. M. Meyer et al, PRL114.123001 (2015) J-S Tang et al, Nat. Comm. 6, 8652 (2015)
确定性单光子的多模式固态量子存储
实验难点：波长匹配 解决办法：局部加热技术
J.-S. Tang, Z.-Q. Zhou, et al, Nature Communications 6, 8652 (2015)
确定性单光子的多模式固态量子存储 实验结果一
首次实现两个固态体系之间的对接，即量子点确定性单光子 的固态量子存储，演示了最基本的量子网络。
B. Lauritzen, et al., Phys. Rev. Lett. 104, 080502 (2010).
• 0.69存储效率
M.P. Hedges, et al., Nature 465, 1052 (2010).
稀土掺杂晶体，~3K的低温环境，~0.1T磁场。
稀土离子：Nd, Er, Pr, Eu…… 晶体：YSO, YAG, YVO4……
输入 输出
存储保真度99.3%.
高维纠缠态的固态量子存储
实验结果3：实验验证固态量子存储器中超过51维的有效 量子存储。
Z.-Q. Zhou, Y.-L. Hua, X. Liu, G. Chen, J.-S. Xu, Y.-J. Han, C.-F. Li, G.C. Guo, Physical Review Letters 115, 070502 (2015).
8个组研究了7种量子存储器
中国科学技术大学
量子存储器
量子存储的指标:
1. 保真度 2. 存储效率 3. 存储时间 4. 存储带宽 5. 多模式和高维存储的能力 6. 操作波长
实现量子存储的物理系统：冷原子、热原子、单原子、稀土掺杂晶体……
C. Simon, et al., Eur. Phys. J. D 58, 1 (2010) .
稀土掺杂晶体
量子操作节点
光纤腔 耦合
离子阱
中国科学技术大学
量子存储器
量子存储的应用：
1.量子中继，量子网络 2.确定性的单光子源 3. 无漏洞Bell不等式探测 4. 通讯复杂度实验 5. 精密测量
+ 量子优盘
C. Simon, et al., Eur. Phys. J. D 58, 1 (2010) .
量子纠缠网络
不同体系 间的结合
多光子纠缠源 确定性量子光源
自发参量下 转换(SPDC)
参量光系统
光致激发 (PL,PLE)
量子点
量子存储节点
原子频率 梳(AFC)
稀土掺杂晶体
量子操作节点
光纤腔 耦合
离子阱
高维纠缠态的固态量子存储
1992年开始发现光的轨道角动量 是好量子数。我们把高维纠缠光子 对中的一个进行固态量子存储。 Z.-Q. Zhou, Y.-L. Hua, X. Liu, G. Chen, J.-S. Xu, Y.-J. Han, C.-F. Li, G.C. Guo, Physical Review Letters 115, 070502 (2015).
量子纠缠网络研究进展
李传锋
中国科学技术大学中科院量子信息重点实验室 哈尔滨 2018年1月
报告提纲
一、量子纠缠网络 二、固态量子存储器 三、总结
报告提纲
一、量子纠缠网络 二、固态量子存储器 三、总结
量子纠缠网络
量子纠缠网络是经典网络的 扩展与完善，其构成要素：
量子节点、量子信道
量子信道
量子节点
经典通讯：信号可以用中继站放大
量子通讯：信号不能进行放大 the non-cloning theorem
0 1 0 1 0 1
量子纠缠网络
解决方案：基于量子存储器的远程量子纠缠分发
➢ 1. 量子中继: 短程纠缠的存储器+纠缠交换 远程量子纠缠
Rev. Mod. Phys. 83.33 (2011)
高维纠缠态的固态量子存储
实验结果1：利用SPDC制备出窄带高维纠缠源（轨道角动量）
Step 1: 优化透镜系统，纠缠度达到0.542 Step 2: PPKTP温度调到42度，纠缠度达到0.666 Step 3: PPKTP温度优化到41.25度，纠缠度达到0.73
高维纠缠态的固态量子存储
实验结果2：实现3x3维量子纠缠的高保真度固态量子存 储。并验证存储前后Bell不等式的违背。
99.9%的存储保真度创造世界最高水平。
两片Nd:YVO4, 10x10x1.4mm, 中间为半波片；
1.5K, 0.3T
Z.Q. Zhou, W.B. Lin, M. Yang, C.F. Li, G.C. Guo, PRL 108, 190505 (2012)
Highlighted by Physics Synopsis (APS) and Physicsworld (IOP)
量子节点分为：存储节点和操作节点，完成量子信 息的存储和操作。 各量子节点通过量子信道共享多光子纠缠！ 与经典网络相比，量子网络中信息的存储和传输过程 理论上绝对安全，信息的处理则更高效。
H.J. Kimble, Nature 453, 1023 (2008)
量子纠缠网络
构建量子纠缠网络的任务分解
X.-S. Ma, et al. Nature 489, 269 (2012)
量子纠缠网络
3. 构建长程网络：长程纠缠分发
要想传的更远呢？ 不能直接传输
例如：光纤损耗0.2dB/km
10GHz
9.5Ghz
1km
1Hz
500km
10-10Hz
1000km
300年接收一个光子！
量子纠缠网络
3. 构建长程网络：长程纠缠分发 不能进行信号放大
➢ 2. 量子U盘: 把量子信息存到超长寿命的量子存储器，然后 进行经典运输，革命性的量子通信方案
M. Sellers group, Nature 517, 153 (2015)
量子纠缠网络
构建量子网络的阈值
Eg. 2D toric code topologic quantum computing
存储后的单光子的偏振特 性也被检验，偏振保真度 达到0.913+/-0.026 J.-S. Tang, Z.-Q. Zhou, et al, Nature Communications 6, 8652 (2015)
量子操作节点
光纤腔 耦合
离子阱
量子纠缠网络组研究人员
李传锋：杰青，长江，教授
黄运锋：杰青，百篇优博，教授
许金时：杰青，百篇优博，教授
李传锋
项国勇：优青，教授
韩永建：教授
柳必恒：副教授
唐建顺：副研究员
项国勇
陈 耕，周宗权，崔金明，孙凯：副研究员
许小冶：博后，博新计划
孙永南，张超，侯志博：博后
黄运锋 韩永建
固态量子存储器
工作原理图
光学频率梳
原子频率梳
时间域脉冲
H. de Reidmetten, et al., Nature 456, 773 (2008).
固态量子存储器
工作原理图
光学频率梳
原子频率梳
时间域脉冲
H. de Reidmetten, et al., Nature 456, 773 (2008).
超导系统
量子纠缠网络
1. 构建单个节点：量子存储节点
稀土掺杂晶体
冷原子
单原子
以及热原子等系统
Z.Q. Zhou, W.B. Lin, M. Yang, C.F. Li, G.C. Guo, PRL 108, 190505 (2012) K.S. Choi, H. Deng, J. Laurat, H. J. Kimble, Nature 452, 67 (2008) H. P. Specht, et al., Nature 473, 190 (2011)
量子纠缠网络
2. 连接多个节点：量子界面
单一系统组成的量子网络，光子的波长和线宽相匹配， 连接比较容易
单原子
Atom 1 操作比特 Atom 2&3 通信比特
距离：5m 纠缠产生率：4.5/s 首次存储相干时间
大于纠缠制备时间
Rempe group, Nature 484, 195 (2012) Monroe group, Nature Physics 11, 37 (2015)
固态量子存储器-光子偏振态的存储
研究难点：
偏振垂直于晶体c轴