勇闯科研“无人区”!这个平均27岁的团队加速在川打造量子互联网“试验场”

本文转自:川观新闻
川观新闻采访人员 徐莉莎
3月29日 , 电子科技大学沙河校区主楼内的信息与量子实验室门窗紧闭 , 窗帘拉得严丝合缝 , 把自然光挡在屋外 。室内 , 各类仪器间信号线穿梭 。一台锃亮的超导纳米线单光子探测器持续发出嗡嗡的声响 。它的核心部件处在-271℃的真空环境中 , 能够对光的最小能量单元——单个光子进行探测 。
这里是实验室正打造的量子互联网的节点B——“鲍勃” 。世界上目前还没有一张投入实际使用的量子(纠缠)互联网 , 他们要做的 , 就是在沙河校区的三栋大楼之间 , 搭建起量子纠缠互联场地试验研究平台 , 这是量子互联网可能的初级形态和核心技术试验场 。
在中科院院士郭光灿的指导下 , 这个平均年龄仅27岁的团队 , 正朝着打造量子互联网“试验场”的目标全力进发 。
勇闯科研“无人区”!这个平均27岁的团队加速在川打造量子互联网“试验场”
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实验室的关键量子器件加工平台
在川建起首个含固态量子中继的量子互联网雏形 , 量子科技四川队加速崛起
出生于1994年的博士生范云茹笑着说 , 在实验室里日夜与嗡嗡的仪器为伴 , 已经习惯了这个声音 。从研一进入实验室起 , 她就跟随电子科技大学教授周强一起探索量子这一微观世界的“幽灵” 。
在直线距离百米之外的瀚海楼和通信楼 , 分别布局了量子互联网的节点C“查理”和节点A“爱丽丝” , 这是团队在过去几年搭建的基于纠缠的量子互联网1.0版本 。
区别于经典互联网 , 他们把量子信息编码在节点A的光子上 , 利用量子纠缠 , 在节点C的帮助下 , 实现量子信息从节点A传到节点B中 。不过令人们感到奇怪的是 , 节点B并不会接收到来自节点A的光子 , 而这一切“怪事”都源于量子纠缠 。
什么是量子纠缠呢?周强解释 , 在经典力学的定义中 , 我们在任何时刻只能存在于一个地方 , 这一前提决定了我们所处的位置 , 以及移动的方式和速度 , 都是确定的 。
然而 , 在量子世界 , 量子系统受不确定的量子物理原理支配 , 并诞生了量子纠缠这样“离经叛道”的新存在 。当两个相互纠缠的量子物理系统 , 各自处在杂乱无章的量子状态 , 但不管两者相隔多远 , 一个系统的状态确定 , 另一个的状态会“瞬间”确定 。
周强说 , 未来信息社会必将在信息的获取、传输、计算、存储和应用等方面发生重大的变革与演进 , 其中的关键是使用量子物理系统发展量子信息科技 , 并最终将各地的量子节点通过量子纠缠互联的方式连接起来 , 建成服务国家的量子互联网 。
如今 , 量子互联网已成为各国“必争之地” 。2022年四川省政府工作报告中就明确 , 加强太赫兹通信技术、存储技术、光电技术、量子互联网、激光技术等领域引领性前沿技术攻关 , 争取原创性突破 。
电子科技大学的这支团队也在该领域持续发力 。在学校双聘院士郭光灿的带领下 , 周强团队已成功研制出高性能量子纠缠光源、宽带固态量子存储器等原型器件 , 完成量子纠缠互联场地研究平台搭建 。还首次实现赫兹速率的城域量子隐形传态 。
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量子互联网装置演示图
探秘科研“无人区” , 催生更多科技“奇果异香”
今年以来 , 周强团队致力于让这张“网”传输得更快、更远 , 连接的节点数更多 。