效率领先全球6000多倍 中国首获量子领域重大突破

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量子科技成为近来全球关注的焦点。最新消息显示,中国科研团队在量子通信和量子网络研究中再获重要进展。

据中国科学技术部官方报纸《科技日报》1月13日报道,中国科学技术大学郭光灿院士团队与南京邮电大学盛宇波等人合作,利用高品质的超纠缠源,首次实现了11公里的远距离量子纠缠纯化,纯化效率比此前国际最好水平提升了6,000多倍。研究成果已于近日发表在国际知名期刊《物理评论快报》上。

量子中继是在噪声信道中实现长距离量子通信的重要途径,而量子纠缠纯化是量子中继中的关键操作,可以从两份纠缠度较低的纠缠态中提炼出一份纠缠度较高的纠缠态。此前的纠缠纯化协议都是利用两对低纠缠度的光子对实现,而研究组与合作者提出了仅需一对超纠缠光子对的纠缠纯化方案。

报道称,这一成果迈出了纠缠纯化从实验室平台到远距离的关键一步,同时大幅提升了纠缠纯化效率,为将来实现高效率的量子中继提供了有力的技术保障。

当前,量子技术已成为未来人类的核心技术,有分析称,“支配量子的国家将支配世界”。身为强国的中国和美国正在围绕最小的量子世界展开激烈的竞争。

此前《日本经济新闻》2020年9月19日报道称,在彰显国家基础科研实力的论文数量方面,中国力压美国拔得头筹。

在量子计算机方面先行一步的美国2014年到2018年共发表该领域研究论文1,948篇,高居全球第一,排名第二的中国也有1,495篇。而日本Astamuse公司的统计显示,2001年到2008年间,在被视为应用研发能力评估指标的专利申请数量方面,美国1,852件,中国1,354件。

中国量子技术发展进程(请点击大图浏览):

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另一方面,中国在与安全保障相关的量子密码相关领域占据优势。在论文数量上,中国发表了2,169篇,约为美国的两倍。中国正在利用人造卫星和北京至上海之间的通信网络,加快引入防止信息泄露的技术。包括涉及传感器在内的总体论文数量中国也是排在第一位。

此外,中国科学院研制的量子计算机原型机“九章”于2020年12月4日宣布面世,被称为中国“里程碑式的突破”。2021年1月7日,中国科学技术大学等机构联合发表论文称,广域量子保密通信技术在实际应用中的条件已初步成熟。

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