连接电信波长原子与固态节点的混合量子网络
量子物理
2026-03-09 v2
摘要
不同量子技术之间的光子链路——如光子源、存储器、处理器、时钟和传感器——是实现规模化量子网络、实现 versatile quantum internet 以及实现基于量子纠缠的测量的关键。在实际应用中，每种技术最适合在不同的量子平台上实现；由于两者之间的显著光谱不匹配以及原生电信界面稀缺，因而构成了实现长距离高效互连的主要瓶颈。本文展示了第一个在电信 C 波段完全运行的两节点混合网络。我们的方案无需量子频率转换或外部滤波；相反，我们开发了一种在尚未探索的电信波段上实现的中性原子单光子源和固态稀土量子存储器，两者均具有业界领先的性能。该源在 46 kcps 处实现高单光子纯度，存储器在 10.6% 的存储效率下具有高多模容量。我们利用两者的固有可调性来优化其光谱重叠，并在大时间带宽积下实现微秒级存储与检索。此外，我们展示了实际网络能力，如支持 37 个时间模式的复用，以及在 10.6 km（城市）和 49.2 km（实验室）光纤中的非经典性保持。我们的工作为电信天然量子中继链路奠定了基础，开启了面向高带宽、大规模量子网络的道路。
引用
@article{arxiv.2602.02653,
title = {A hybrid quantum network linking telecom-wavelength atomic and solid-state nodes},
author = {Yuzhou Chai and Dahlia Ghoshal and Nayana P. Tiwari and Alexander Kolar and Benjamin Pingault and Hannes Bernien and Tian Zhong},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.02653},
year = {2026}
}