一种光子量子信息接口

量子通信是转移量子态或量子信息比特（量子比特）从一个地方到另一个地方的艺术。在基础层面，这允许人们分布纠缠并在显著距离上演示量子非定域性。在更应用的层面，量子密码学在人类历史上首次提供了在远方伙伴间建立机密密钥的可证明安全方式。光子代表了量子通信的自然飞行量子比特载体，且电信光纤的存在使 1310 和 1550 nm 波长特别适合长距离分发。然而，为存储和处理量子信息，量子比特可编码入吸收与发射波长约 800 nm 的碱金属原子中。因此，由电信信道与碱金属存储器构成的未来量子信息网络将需要能在这些有用波长间实现量子比特转移同时保持量子相干与纠缠的接口。本文报道通过非线性上转换过程在 1310 与 710 nm 光子间实现量子比特转移，成功概率大于 5%。在成功量子比特转移事件中，我们观察到 710 nm 光子与初始和 1310 nm 光子纠缠、且从未直接相互作用的第三光子（1550 nm）间的强双光子干涉。相应保真度高于 98%。