中国科学技术大学的郭光灿院士团队最近在合肥成功实现了一项引人瞩目的研究成果,他们基于多模式固态量子存储和量子门隐形传送协议,在城市距离上跨越7公里实现了非局域量子门,并演示了分布式的多伊奇—乔萨算法及量子相位估计算法。这一研究成果已经在国际期刊《自然·通讯》上发表。
传统的量子计算往往受到量子比特数量增加所带来的技术限制,为了解决这一难题,研究团队提出了分布式量子计算的新思路。通过在多个独立的量子计算节点之间建立非局域量子门,整合量子网络中的算力资源,从而实现量子计算规模的提升。
在这项研究中,研究团队利用量子门隐形传送协议,在中国科学技术大学东校区和合肥市大蜀山东侧两个量子节点之间建立了7公里的非局域量子门。通过通信波段光子和专线光缆进行量子纠缠态的远程分发,两个节点之间实现了两比特非局域量子门操作,其中受控非门的保真度达到了88.7%。固态量子存储器的纠缠存储时间达到80.3微秒,纠缠存储的时间模式数达到1097个,为非局域量子门的生成速率带来了线性提升。
这项研究不仅在城市距离上实现了分布式光量子计算的演示,还展示了基于量子存储和通信光缆构建分布式量子计算网络的可行性,为规模化量子计算的实现提供了新思路。审稿人对这一成果给予了高度评价,认为这是一项杰出的工作,开创了实现分布式量子信息处理的新实验方向。