因斯布鲁克量子网络中的纠缠原子

俘获离子是构建量子计算机和其他量子技术的主要系统之一。为了连接多个这样的量子系统，需要可以传输量子信息的接口。近年来，由因斯布鲁克大学实验物理系的 Tracy Northup 和 Ben Lanyon 领导的研究人员开发了一种方法，通过将原子捕获在光腔中，从而可以将量子信息有效地转移到光粒子上。然后可以通过光纤发送光粒子以连接不同位置的原子。现在，他们的团队与巴黎萨克雷大学的 Nicolas Sangouard 领导的理论家一起，首次将两个相距超过几米的囚禁离子纠缠在一起。

构建量子网络的平台

这两个量子系统建立在两个实验室中，一个在实验物理系所在的大楼里，一个在奥地利科学院量子光学和量子信息研究所所在的大楼里。“到目前为止，在同一个实验室中，被困离子仅在几米范围内相互纠缠。这些结果也是使用共享控制系统和波长不适合长距离传播的光子(光粒子)实现的，”Ben Lanyon 解释道。经过多年的研究和开发，因斯布鲁克的物理学家现在已经成功地在校园内纠缠了两种离子。“为此，我们通过 500 米的光缆发送与离子纠缠的单个光子，并将它们相互叠加，将纠缠交换为两个远程离子，”Tracy Northup 在描述该实验时说。“我们的结果表明，俘获离子是实现未来量子计算机、量子传感器和原子钟分布式网络的有前途的平台。”

Ben Lanyon 和 Tracy Northup 的团队是量子互联网联盟的一部分，该联盟是欧盟量子旗舰下的一个国际项目。最新结果已发表在《物理评论快报》上。该研究得到了奥地利科学基金 FWF 和欧盟等机构的资助。