美国空军研究实验室的电信光纤与自由空间量子局域网

随着量子计算、量子传感、量子计时和量子网络技术日趋成熟,量子网络试验平台正在美国和全球范围内部署。为支持空军研究实验室构建异构量子网络的使命,该研究团队报告了在电信波段频率运行的量子局域网开发进展。这种多节点、可重构的量子局域网包含已部署的光纤与自由空间链路,同时连接着高洁净实验室环境和严苛的户外测试设施。每个量子局域网根据独特的环境特征与功能,针对不同操作条件和使用场景进行定制化设计。 研究人员展示了三个此类网络的拓扑结构及深度链路表征数据。通过采用基于光子集成电路的纠缠光子源,该团队在森林环境中实现了时间-能量贝尔态纠缠粒子在已部署光纤上的分发。其纠缠质量通过克劳泽-霍恩- Shimony-Holt不等式检验得到证实,测得S=2.700的违背值,接近理论最大值S=2.828。最后,该工作探讨了未来研究方向,包括扩展量子局域网功能、实现超导量子比特与囚禁离子等异构物质量子系统间的纠缠分发。这些成果印证了可现场部署、不依赖特定量子比特的量子网络基础设施具有实际可行性。

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