中国科大郭光灿团队实现7公里非局域量子门，分布式光量子计算获重大突破

中国科大郭光灿团队实现7公里非局域量子门，分布式光量子计算获重大突破

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新华网

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来源

1.

http://www.ah.xinhuanet.com/20241007/ef3cba1724ad47c9b4158bdcabff58c6/c.html

2.

https://www.thepaper.cn/newsDetail_forward_28972340

3.

https://www.cnlz.com/article/1892.html

4.

http://www.qtc.com.cn/article/17351746667715.html

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https://www.ustcif.org.cn/default.php/content/2971

6.

https://physics.ustc.edu.cn/2024/0223/c3586a630457/page.htm

中国科学技术大学郭光灿院士团队在分布式光量子计算领域取得重大突破。该团队基于量子门隐形传送协议，在合肥市区成功实现跨越7公里的非局域量子门，并演示了分布式的多伊奇-乔萨算法及量子相位估计算法。这一研究成果已发表在国际权威学术期刊《自然·通讯》上。

研究团队首先在两节点间使用通信波段光子和专线光缆，进行量子纠缠态的远程分发。随后，两个节点分别执行本地的两比特量子门操作。一个重要的技术突破是，他们采用掺铕硅酸钇晶体材料，实现了纠缠态的长时间存储，从而支持了两个远距离节点间的量子通信与同步，进一步的本地单比特操作即可把本地的两比特量子门隐形传送为远距离的两比特量子门。

实验结果表明，两个节点的光子之间完成了两比特非局域量子门操作，其中受控非门的保真度达88.7%。固态量子存储器的纠缠存储时间相比前人工作提升近2倍，并且纠缠存储的时间模式数达1097个，使得非局域量子门的生成速率获得了线性的提升。基于非局域量子门，研究团队进一步在这两个远程节点间演示了两比特的多伊奇-乔萨算法以及量子相位估计算法，成功实现了量子算法的远程分布式执行。

这一成果首次在城市距离上实现分布式光量子计算演示，展示了基于量子存储和通信光缆构建分布式量子计算网络的可行性，为实现规模化量子计算提供了新思路。《自然·通讯》杂志审稿人对此给予高度评价，认为“该研究在实现量子网络方面取得了重要进展，它开辟了一个新的实验方向去实现分布式量子信息处理”。

这一突破不仅展现了我国在量子通信领域的科研实力，更为未来构建大规模量子计算网络奠定了重要基础。随着技术的进一步发展，分布式量子计算有望在更多领域发挥重要作用，为解决复杂计算问题提供新的解决方案。