跨越7公里！中國科大重大發現！

如何用量子通信網

連接多臺量子計算機，

遠程凝聚出“超級量子算力”？

10月6日，中國科學技術大學（以下簡稱“中國科大”）發佈信息，該校郭光燦院士團隊基於多模式固態量子存儲和量子門隱形傳送協議，在合肥市區實現跨越7公里的非局域量子門，並演示了分佈式的多伊奇-喬薩算法及量子相位估計算法。相關研究成果日前已發表於國際權威學術期刊《自然·通訊》。

量子計算是當前國際科研的重要領域，多個國家都在研製性能更爲強大的量子計算機。一個思路是在一臺量子計算機上實現越來越多的量子比特，但隨着量子比特的增加，會出現信號串擾以及佈線、製冷等方面的技術限制。因此，研製多臺量子計算機，讓它們遠程互聯合力實現分佈式量子計算，近年來成爲量子計算研究的新思路。

但是，分佈式量子計算存在一系列技術難點，之前的非局域量子門運算只能在數十米距離中實現，無法滿足在大尺度量子網絡中整合算力資源的需求。

對此，中國科大郭光燦院士團隊的李傳鋒、周宗權、柳必恆等人基於量子門隱形傳送協議，建立了兩個量子節點之間的非局域量子門。這兩個量子節點分別位於中國科學技術大學東校區和合肥市大蜀山東側，之間的直線距離爲7公里。研究團隊首先在兩節點間使用通信波段光子和專線光纜，進行量子糾纏態的遠程分發。隨後，兩個節點分別執行本地的兩比特量子門操作。

在合肥市區跨越7公里的非局域量子門示意圖。（研究團隊供圖）

其中一個重要的技術突破是，研究人員採用摻銪硅酸釔晶體材料，實現了糾纏態的長時間存儲，從而支持了兩個遠距離節點間的量子通信與同步，進一步的本地單比特操作即可把本地的兩比特量子門隱形傳送爲遠距離的兩比特量子門，最終成功實現了量子算法的遠程分佈式執行。

研究人員介紹，該研究首次在城市距離上實現分佈式光量子計算演示，展示了基於量子存儲和通信光纜構建分佈式量子計算網絡的可行性，爲實現規模化量子計算提供了新思路。

《自然·通訊》雜誌審稿人對此給予高度評價，認爲“該研究在實現量子網絡方面取得了重要進展，它開闢了一個新的實驗方向去實現分佈式量子信息處理”。

來源 ：合肥日報

編輯：王楠楠

責編：左開勳 吳雯雯

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