光通信波段多频道量子通道的实验研究

安全和高速的信息传递与处理是现代生活的重要基石.量子计算机的出现将使得该基石面临新的机遇与挑战,其将提供全新的信息处理技术,又将彻底瓦解目前使用的信息安全系统,比如加密电邮和电子银行等.量子因特网使用量子通道中传递的光量子信息将量子计算机等节点连接起来,可以帮助我们最大限度地发挥量子计算机的优势,同时保障我们不受到其对信息安全的冲击.实现量子信息高保真、长距离、大容量传递是现阶段量子因特网的核心任务,主要是通过量子纠缠分发后的量子隐形传态这一技术路线来实现,相关工作统称为量子通道研究.现阶段,在纠缠分发之后进行量子隐形传态的实验研究,仅在城域光纤网络中得到了实现,但距离限制在数10 km内,且保真度和容量均无法达到量子密钥分发等量子信息应用的技术需求.可见,现有的量子通道研究在距离、保真度和容量等方面都还有很长的路要走,构建高性能量子通道实验研究平台是发展量子因特网的必经之路.我们拟搭建的高性能量子通道平台包括:光通信波段多频道宽带原子频梳研究系统、光纤网络中频分复用量子隐形传态实验研究系统、光通信波段量子通道基础链路模型等3个子系统,它们之间既相互独立又可有机连接成一个整体.