實現跨越7公里的非局域量子門分布式光量子計算獲突破

　　能不能用量子通信網連接多臺量子計算機，讓它們遠程凝聚出“超級量子算力”？日前，記者從中國科學技術大學獲悉，該校郭光燦院士團隊李傳鋒、周宗權、柳必恒等人，基于多模式固態量子存儲和量子門隱形傳送協議，在安徽合肥市區實現跨越7公里的非局域量子門。相關研究成果發表在國際期刊《自然·通訊》上。

　　量子計算是當前國際科技前沿的重要領域。發展量子計算的一個思路是在一臺量子計算機上實現越來越多的量子比特，但隨著量子比特的增加，會出現信號串擾以及布線、制冷等方面的技術限制。因此，研制多臺量子計算機，讓它們遠程互聯合力實現分布式量子計算，已成為近年來量子計算研究的新思路。然而，分布式量子計算存在一系列技術難點，之前的非局域量子門運算只能在數十米距離中實現，無法滿足在大尺度量子網絡中整合算力資源的需求。

　　研究團隊基于量子門隱形傳送協議，建立兩個量子節點之間的非局域量子門，這兩個量子節點分別位于中國科學技術大學東校區和合肥市大蜀山東側，之間的直線距離為7公里。

　　實驗結果表明，兩個節點的光子之間完成了兩比特非局域量子門操作，其中受控非門的保真度達88.7%。固態量子存儲器的糾纏存儲時間相比之前提升近2倍，并且糾纏存儲的時間模式數達1097個，使得非局域量子門的生成速率獲得了線性提升。基于非局域量子門，研究團隊成功實現了量子算法的遠程分布式執行。

　　研究人員介紹，該研究首次在城市距離上實現分布式光量子計算演示，展示了基于量子存儲和通信光纜構建分布式量子計算網絡的可行性，為實現規模化量子計算提供了新思路。

　　《自然·通訊》雜志審稿人對此成果給予高度評價，認為“該研究在實現量子網絡方面取得了重要進展，它開辟了一個新的實驗方向去實現分布式量子信息處理”。