我国在国际上首次实现不同颜色独立光子间量子纠缠

中国科技大学潘剑伟院士及其同事鲍晓辉、蒋晓在世界上首次实现了不同颜色独立光子之间的量子纠缠，解决了量子网络中不同频率终端之间的纠缠连接问题。这项成就以编辑推荐论文的形式发表在最新一期的《物理评论快报》上。美国物理学会的“物理学& # 183；“观点”一栏也对这一成就进行了特别报道。

中国科技大学潘剑伟院士及其同事鲍晓辉、蒋晓在世界上首次实现了不同颜色独立光子之间的量子纠缠，解决了量子网络中不同频率终端之间的纠缠连接问题。这项成就以编辑推荐论文的形式发表在最新一期的《物理评论快报》上。美国物理学会的“物理学观点”专栏也对这一成就做了特别报道。

量子纠缠是量子信息科学的重要资源。在以前的实验中，有很多方法可以产生纠缠光子，但是这些方法只能在光子之间局部产生量子纠缠。然而，在量子网络等应用中，需要纠缠来自不同光源的独立光子，以实现多个终端之间的纠缠连接。

目前，双光子干涉是实现独立光子之间量子纠缠的最重要方法。然而，双光子干涉对入射光子有非常严格的要求，即只有当两个光子具有相同的颜色(频率)时，才能通过双光子干涉产生量子纠缠。然而，在量子网络中，许多原因导致不同终端发射不同颜色的单光子，甚至具有相同原始频率的单光子也会由于平台的高速运动而在频率上移动。因此，如何在不同频率的独立光子之间建立量子纠缠成为可扩展量子网络进一步发展迫切需要解决的关键问题之一。

在这项研究工作中，潘剑伟小组首次提出，时间分辨测量和主动相位反馈相结合可以实现不同频率光子之间的量子纠缠。该理论方案利用该组近年来开发的窄带量子光源平台进行了实验验证。成功实现了两个频率差为80兆赫的独立光子的纠缠，频率差大于每个入射光子各自频率宽度的16倍。

该研究结果将在未来可扩展的量子网络中有重要应用，并可用于解决不同量子点、不同NV色心和不同物理系统之间由于不同跃迁频率而导致的纠缠连接困难。