記者從中國科學技術大學獲悉,該校潘建偉教授及其同事苑震生、陳宇翱等，利用冷原子量子存儲技術，在國際上首次實現(xiàn)了具有存儲和讀出功能的糾纏交換，建立了由三百米光纖連接的兩個冷原子系綜之間的量子糾纏。這種冷原子系綜之間的量子糾纏可以被讀出并轉化為光子糾纏，以進行進一步的傳輸和量子操作。

　　據(jù)悉，該實驗成果完美地實現(xiàn)了遠距離量子通信中亟需的“量子中繼器”，向未來廣域量子通信網(wǎng)絡的最終實現(xiàn)邁出了堅實的一步。近日，著名科學期刊《自然》雜志以“量子中繼器實驗實現(xiàn)”為題，發(fā)表了這項重要研究成果，并為此專門向有關科學新聞媒體發(fā)布了題為“量子推動 (Quantum Boost)”的新聞稿，稱該工作“掃除了量子通信中的一大絆腳石”。

　　目前，高效安全的信息傳輸日益受到人們的關注。基于量子力學的基本原理，量子通信具有高效率和絕對安全等特點，因此成為國際上量子物理和信息科學的研究熱點。然而，作為量子通信的基本資源，脆弱的糾纏光子極易被信道吸收，造成信號隨通信距離指數(shù)衰減、誤碼率提高進而導致通信失敗。因此，目前量子通信的距離被限制在一百公里的量級。類比于傳統(tǒng)通信中為了補償信號衰減而建立的中繼器，奧地利科學家在理論上提出，可以通過量子存儲技術與量子糾纏交換和純化技術的結合來實現(xiàn)量子中繼器，從而最終實現(xiàn)大規(guī)模的遠距離量子通信。

　　據(jù)了解，潘建偉及其奧地利的同事分別在一九九八年和二00三年在實驗上實現(xiàn)了糾纏交換和糾纏純化，但是量子存儲的實驗實現(xiàn)卻一直存在著很大的困難。為了解決這一問題，段路明教授及其奧地利、美國的合作者曾于二00一年提出了基于原子系綜的另一類量子中繼器方案，但由于這一類量子中繼器方案存在著對于信道長度抖動過于敏感、誤碼率隨距離增加而增長過快等嚴重問題，無法被用于實際的遠距離量子通信中。

　　為了解決上述困難，潘建偉和他的同事陳增兵、趙博等，于二00七年提出了具有存儲功能并且對信道長度抖動不敏感、誤碼率低的高效率量子中繼器的理論方案。同時，潘建偉研究團隊及其德國、奧地利同事經(jīng)過多年的合作研究，最終在實驗上實現(xiàn)了此類量子中繼器。