量子網(wǎng)絡(luò)的基本單元是長(zhǎng)距離兩節(jié)點(diǎn)糾纏利用量子存儲(chǔ)技術(shù)存儲(chǔ)光子，將使高效連接不同節(jié)點(diǎn)成為可能在存儲(chǔ)器之間構(gòu)建糾纏，擴(kuò)大節(jié)點(diǎn)之間的距離，一直是量子網(wǎng)絡(luò)方向的研究熱點(diǎn)在兩節(jié)點(diǎn)糾纏實(shí)驗(yàn)中，最長(zhǎng)直線距離只有1.3公里2020年，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉團(tuán)隊(duì)在該方向取得突破，將兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的光纖鏈路距離擴(kuò)展到50公里但在這次實(shí)驗(yàn)中，兩個(gè)量子存儲(chǔ)器位于同一個(gè)實(shí)驗(yàn)室，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離分離

為了實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)器之間的長(zhǎng)距離糾纏，每個(gè)量子存儲(chǔ)器件都需要能夠獨(dú)立運(yùn)行本研究中，節(jié)點(diǎn)A位于合肥創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)園，節(jié)點(diǎn)B位于中科大東區(qū)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)通過(guò)20.5公里長(zhǎng)的光纖連接在節(jié)點(diǎn)A，團(tuán)隊(duì)產(chǎn)生了與原子糾纏的長(zhǎng)壽命光，產(chǎn)生的單光子經(jīng)過(guò)頻率轉(zhuǎn)換后發(fā)送到節(jié)點(diǎn)B節(jié)點(diǎn)B再次轉(zhuǎn)換接收到的光子，并將其存儲(chǔ)在另一個(gè)量子存儲(chǔ)器中

實(shí)驗(yàn)難點(diǎn)在于單光子的高效傳輸和長(zhǎng)壽命量子存儲(chǔ)團(tuán)隊(duì)采用濟(jì)南量子研究院研發(fā)的周期極化鈮酸鋰波導(dǎo)，將光子波長(zhǎng)轉(zhuǎn)移到1342 nm，大大降低了光子在長(zhǎng)光纖中的衰減另一個(gè)難點(diǎn)在于長(zhǎng)壽命量子存儲(chǔ)，需要超過(guò)光子傳輸時(shí)間為此，團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了光與原子糾纏的新一代方案，可以獲得較長(zhǎng)的存儲(chǔ)壽命，同時(shí)產(chǎn)生的光子比特進(jìn)行時(shí)間自由編碼，非常適合頻率轉(zhuǎn)換和遠(yuǎn)距離傳輸