[安徽日报]中科大实现不同颜色光子“纠缠”

中科大

3月21日，中科大发布重要科研成果，该校潘建伟院士及同事包小辉、江晓等，在国际上首次实现不同颜色独立光子间的量子纠缠，成功解决了量子网络中如何在不同频率终端间进行纠缠连接这一难题。

在浩瀚宇宙中，有两个共同来源的微观粒子，无论隔着多远距离，只要一个状态发生变化，另外一个就会发生相应的变化，如同一对有“心灵感应”的双胞胎，这就是被爱因斯坦称作“幽灵般超距离作用”的量子纠缠。

量子纠缠是量子通信等量子信息科学中的重要资源。目前，双光子干涉是实现独立光子间量子纠缠的最主要方法。不过，只有当两个光子具有同样的颜色（频率）时，才可以通过双光子干涉来产生量子纠缠。在量子网络中，很多原因会导致不同终端发射的单光子具有不同的颜色，即使原本频率一致的单光子也会由于平台的高速运动导致其频率发生变化。如何在不同频率的独立光子间建立量子纠缠，成为未来可升级量子网络亟须解决的关键问题之一。

潘建伟小组首次提出可采用时间分辨测量与主动相位反馈相结合的方法，来实现不同频率光子间的量子纠缠，并利用该小组近年来发展的窄带量子光源平台对此理论方案进行实验演示，成功地将频率相差80兆赫的两个独立光子纠缠起来，该频率差别超过了每个入射光子各自频率宽度的16倍之多。

成果发表在最新一期国际权威物理学杂志《物理评论快报》上，美国物理学会《物理·观点》栏目也对该成果进行专题报道。专家认为，这一成果在未来可升级量子网络中将有重要应用，可解决不同频率量子间难以纠缠连接的困难。

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