离子间的远距离纠缠在原子存储器中保持超过10秒

编辑者: Svitlana Velhush

在牛津大学实验室中,两组由光纤分隔的锶离子和钙离子将量子纠缠保持了十多秒。这不仅仅是一项纪录——这是首次成功地将远程纠缠“转移”到分布式网络内的长期原子存储器中。

由加布里埃尔·阿拉内达领导的团队使用了两个节点。每个节点中各有一个锶离子和一个钙离子,由电磁场束缚。锶离子发射光子,这些光子在中心站被收集并按贝尔协议进行测量。探测结果的符合意味着锶离子在远距离上形成了纠缠。随后,纠缠被转移到钙离子上——钙离子的状态对磁噪声不那么敏感。

想象两枚硬币,即使它们在不同城市被抛起且无人观看,也总是同一面朝上落下。纠缠正是如此:一个粒子的状态会瞬间决定另一个粒子的状态,无论距离多远。而在这里,这种状态还被“冻结”在钙离子中,以免它在毫秒之内就瓦解。

结果,研究人员获得了包含多达四个离子的纠缠态,这些离子分属两种不同元素,分布在两个节点之间。在钙存储器中的保存时间超过了十秒——比基于锶的网络量子比特长若干个数量级。该研究发表于21月2026年的《Physical Review Letters》。

这为分布式量子计算机开辟了道路——其中各个处理器作为统一系统协同工作,也为远程量子传感器和原子钟比对开辟了道路。下一步是采用纠错和受保护量子通信的更复杂协议。

这种存储器将短暂的量子连接转变为一种可以管理和保存的持久资源。

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  • Atomic memory keeps distant ions entangled for about 10 seconds

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