143 公里距离上的纠缠 teleportation

作为不可克隆定理的直接推论，经典通信中的确定性放大对于量子态是不可能的。这就要求在未来的全球量子网络（例如用于云量子计算）中采用更先进的技术。一种独特的解决方案是纠缠态的 teleportation，即纠缠交换，它代表了在远距离节点之间中继纠缠的核心资源。与纠缠纯化和量子存储器一起，它构成了所谓的量子中继器。由于上述构建模块仅在实验室设置中单独得到演示，所需技术在现实场景中的适用性仍有待证明。在此，我们展示了在拉帕尔马岛和特内里费岛之间进行的自由空间纠缠交换实验，验证了两个先前独立的光子在相距 143 km 的情况下存在量子纠缠。我们获得的纠缠见证算符期望值超出经典极限 6 个标准差以上。通过连续产生两个所需的光子对并对相关测量事件进行类空分离，我们还展示了交换协议在长距离场景中的可行性，在该场景中对节点的独立性要求极高。由于我们的结果已经允许高效实施纠缠纯化，我们预期我们的实验将为在真实的高损耗甚至湍流量子信道上建立功能完备的量子中继器奠定基础。