量子纠缠新突破:宽带光源赋能多用户量子安全网络构建

   时间:2025-09-05 07:10 来源:ITBEAR作者:唐云泽

在量子信息科学领域,一项关于多用户量子安全网络构建的核心技术取得了重大突破。电子科技大学郭光灿院士团队的周强教授课题组,携手国内多家顶尖科研机构,成功研发出一款基于尾纤封装周期极化铌酸锂(PPLN)波导的宽带量子纠缠光源。

这款量子纠缠光源的问世,为量子安全通信网络的未来发展奠定了坚实基础。不同于传统通信方案,量子安全通信的安全性根植于量子物理的深层原理,其中,高性能的宽带量子纠缠光源是实现多用户量子安全网络的关键组件。然而,如何在宽频范围内高效且低噪声地产生量子纠缠,一直是科研人员面临的重要挑战。

周强教授课题组通过深入探索,巧妙地利用了PPLN波导这一成熟的非线性光学器件。PPLN波导不仅具有优越的材料和相位匹配性能,还展现出产生宽带纠缠光子对的巨大潜力。研究团队进一步创新性地采用了尾纤封装设计,有效降低了系统损耗,使该光源能够直接与现有的光纤通信网络无缝对接。

实验中,研究团队利用Type-0型自发参量下转换(SPDC)过程,成功在通信波段内产生了纠缠光子对。通过精密的波分复用技术,他们成功筛选出了多对量子纠缠光子输出频道。对这些输出光子对的关联特性和纠缠特性进行深入检测后,结果显示,该光源在输出带宽、亮度等方面均表现出色,实用性能尤为突出。

具体而言,在770.3纳米激光的泵浦下,该量子纠缠光源通过SPDC过程生成了宽带纠缠光子对。实验装置示意图显示,使用密集波分复用器成功选取了8对量子纠缠光子输出频道。测试结果显示,各对输出频道的符合计数率均超过了152.9千赫兹,且符合-偶然符合计数比值不低于260。同时,测得的双光子干涉条纹可见度高达98%,这足以显著违背Bell不等式,充分证明了其优良的量子纠缠特性。

这一研究成果的发表,标志着我国在量子安全通信领域取得了重要进展。使用尾纤封装PPLN波导的量子纠缠光源,不仅性能卓越,而且实用性强,将有力推动多用户量子安全网络的建设进程。随着量子信息技术的不断发展,这款光源有望在量子互联网络中得到广泛应用,为构建更加安全、高效的量子通信网络提供坚实的技术支撑。

 
 
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