(图自©jan/LMU.de)
这些异常诡异的现象,让人们怀疑纠缠粒子的信息“传送”速度赶超了光速,乃至爱因斯坦都称其具有“鬼魅般的超距作用”(ata)。
几六年来,世界各地的研究人员们仍然在通过实验来证明量子纠缠现象的存在。期间一些科学家企图借助这些奇特的性质,将之用于快速、长距离的数据传输。
研究配图-1:实验装置示意图
在阿姆斯特丹和萨尔学院科学家们牵手举办的这项新研究中,她们打破了两个原子之间通过光纤进行量子纠缠的距离纪录。

首先,研究团队将两个铷(Rb)原子纠缠在LMU校园内两座不同建筑物的光阱中。之后它们被700米(2297公尺)的光纤隔开,再通过额外的线轴延展到33公里外。
研究配图-2:6公里光纤厚度下的原子纠缠表征
接着每位原子都被激光脉冲所迸发,进而使其发射出与原子发生量子纠缠的光子。然后光子顺着光缆向上发送,并于中间的接收站相遇。
那儿的仪器会对光子展开联合检测,使之纠缠在一起——由于二者早已与各自的原子产生了纠缠,所以这两个原子也承继了互相纠缠的状态。
研究配图-3:长光纤链路上观察到的原子纠缠
虽然此前我们早已据说过在很长远的距离上实现了纠缠的光子量子纠缠 通讯,但这项新研究还是标志着两个原子在光缆上实现超长距离纠缠的新纪录。

通过将这两个原子当作“量子记忆”节点——关键是中间光子被转换成更长的波长(自然波长为780nm)——使得它们可以在光纤中传播得更远。
研究配图-4:各类链路宽度下的纠缠保真度
若果只基于自然的波长,状态一般会在几公里以后迷路。所以在其旅程开始之前,研究团队让它们经由一套设备,以转换成耗损更低的1517nm的波长(接近联通光缆常用的1550nm波长)。
研究人员表示量子纠缠 通讯,作为塑造实用型量子互联网的重要一步,此举可让通讯网路的速率远胜过过往、同时具有更高的量子安全性。更棒的是,这套方案还可在现有的光纤基础设施上运行。
有关这项研究的详情,早已发表在2022年7月6日出版的《自然》()刊物上,原标题为《atomsover33 kmfibre》。
最后,假如才能与卫星等技术相结合——此类技术之前也已证明具有将纠缠光子发射到数千公里之外的能力——未来通信网路或迎来翻天覆地的改变。
