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量子行走量子计算和量子通讯一直以来都是人们关注的焦点,有望引领下一代信息技术革命。量子密钥分发则是量子通讯中不可或缺的环节。现阶段量子秘钥分发技术已经渐趋成熟,在过去的研究中已经表明它可以在同一电信光纤中与经典通讯方式协同工作,并且能够在光纤和自由空间链路中长距离工作。尽管取得了这些进步,但是大多数量子秘钥分发技术和协议仅限于两个通信方,这大大限制了量子密钥分发的实际适用性。而量子网络的搭建则能够使得量子密钥分发协议的优势扩展到两个以上的远程用户,从而有望解决这一难题。来自奥地利科学院维也纳量子光学和量子信息研究所的Rupert Ursin教授及其研究团队提出了一个完全互联的量子网络架构,其中单个纠缠光子源将量子态分配给许多用户,同时将每个用户所需的资源最小化。实现这一功能的同时,该量子网络架构并不会降低量子通讯过程中的安全性和功能性。该量子网络架构的搭建基于单一的二分极化纠缠源,并将其多路复用到12个波长信道中。然后,在每个用户仅使用一个光纤和一个偏振分析模块的全连接图中,四个状态同时分配至四个用户。在该网络中添加用户时,并不需要对纠缠源进行调整,因而该量子网络架构可以很容易地将网络缩放到大量用户。更重要的是,这种量子网络架构与之前基于有源光开关的多用户网络不同,是一种完全无源的量子互联网络,因此具有前所未有的超高速量子通信的潜力。
来源:两江科技评论