电子科技大学郭光灿团队周强课题组与天府绛溪实验室等合作单位在国际上首次提出量子态复用组网的量子纠缠互联方案，这一创新打破了制约量子互联网规模化发展的瓶颈，为大规模量子互联网的发展带来了新机遇。研究团队包括电子科技大学、天府绛溪实验室、合肥国家实验室、西南技术物理研究所、中国科学院上海微系统与信息技术研究所和中国科学技术大学的研究人员。他们在《Light: Science & Applications》期刊上发表了题为“Quantum entanglement network enabled by a state-multiplexing quantum light source”的研究论文。

该研究成果对量子纠缠组网方案进行了新的审视和创新，在不增加波长通道数的情况下，网络用户数量可提升近三倍。量子纠缠资源是构建量子互联网的基础，能够为端到端量子安全通信、超经典网络化量子传感和高性能分布式量子计算等应用提供重要支撑。当前多用户全连接量子互联网依赖波分组网，通过增加波长通道数来扩大用户规模，例如，10用户网络需要90个波长通道数，100用户网络需要990个波长通道数。这种多项式增长的波长通道资源需求成为制约量子互联网规模化发展的关键问题。已有方案中，研究人员通过牺牲连接速率和连接时长等办法尝试扩大规模，但这些方法难以从根本上改善量子互联网的困境。

为了突破这一难题，研究团队提出了一种新的量子态复用组网方案。他们首先提出了独立多色泵浦量子纠缠产生方案，借助氮化硅微环器件，在单个波长通道中制备出三个量子纠缠态，实现了量子态复用量子纠缠光源的研制。基于此量子光源，研究团队在“银杏一号”城域量子互联研究平台上完成了量子态复用量子纠缠互联组网的原理验证，使用六个波长通道在四个用户间实现了全联接量子互联，相较于此前方案节约了一半波长通道。随着用户数量的增加，节约的波长通道数将接近67%，达到了“多即是少”的效果。

此外，研究团队还展示了此类全连接量子互联方案在量子纠缠密钥方面的优势。由于波长通道数的减少，简化了波分组网的硬件开销，降低了系统的光学损耗，提升了量子安全密钥率。周强表示，此次提出的量子态复用纠缠互联方案为大规模量子纠缠互联网络的发展带来新的机遇。未来将进一步提升量子纠缠互联的综合性能，发展量子互联与经典光通信的共纤融合，并推进量子纠缠互联的应用示范。

特别声明：以上文章内容仅代表作者观点，不代表本站观点或立场。如有关于作品内容、版权或其它问题请于作品发表后与我们联系。