级联量子时间传递突破不可克隆壁垒并采用纠缠中继架构
量子物理
2025-06-17 v1 光学
摘要
利用能量-时间纠缠双光子实现的量子双向时间传递（Q-TWTT）已实现亚皮秒级稳定性，但面临量子放大受不可克隆定理限制的根本距离限制。为克服这一挑战，我们提出了一种级联 Q-TWTT 架构，采用中继站在每个传输段后生成并分发新的能量-时间纠缠双光子。理论建模显示标准差呈亚线性增长（N 个等距段仅增加 N），使得在长距离上保持亚皮秒级稳定性成为可能。我们使用 200 km 光纤段的三个站点级联配置进行了实验验证，与理论吻合良好。利用末端和中继站的独立铷（Rb）钟及在线频率偏差校正，我们在 10 秒时达到 3.82 ps 的时间稳定性，在 5120 秒时达到 0.39 ps。级联配置与单段配置之间长期稳定性的一致性证实了模块化量子网络中高精度保持的能力。本工作建立了突破不可克隆壁垒的长距离量子时间传递框架，为未来量子网络计时基础设施奠定了基础。
引用
@article{arxiv.2506.12882,
title = {Cascaded quantum time transfer breaking the no-cloning barrier with entanglement relay architecture},
author = {H. Hong and X. Xiang and R. Quan and B. Shi and Y. Liu and Z. Xia and T. Liu and X. Li and M. Cao and S. Zhang and K. Guo and R. Dong},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.12882},
year = {2025}
}