量子科技中心_量科网

构建全球量子网络的实现有望带来突破性应用，如安全量子通信和盲量子计算。然而，建立此类网络仍面临严峻挑战，主要源于光纤中的光子损耗。该工作提出了一种量子中继架构，通过搭载自发参量下转换（SPDC）光子对源的低轨卫星，以及采用光学腔单原子存储器与单光子探测器实现腔辅助光子散射（CAPS）门的地面站，实现洲际距离的纠缠分发。高保真度里德堡门与读出操作实现了高效纠缠交换。研究人员通过分析卫星不同高度与地面站间距下多种关键缺陷（包括随时间变化的双光子传输率与纠缠对保真度），评估了纠缠分发速率与质量。该团队还探究了光子对源保真度与自旋退相干率对中继性能的影响，并在该架构中引入空频复用策略以提升性能。最后，该工作详细讨论了该架构的工程实施方案。结果表明，该架构可实现洲际尺度的纠缠分发——例如在10,000公里距离上单次飞越即可分发超过10,000对纠缠，保真度高于90%，其性能远超地面量子中继方案。