编辑 |杰克智东西新??闻4月24日从清华新闻联播获悉，4月20日，清华大学交叉信息研究院段路明教授课题组在《科学》期刊子刊《科学·进展》发表论文题为“25个独立可控量子界面间纠缠的实验实现”的研究论文。
这项研究首次实现了25个量子界面之间的量子纠缠，与加州理工学院研究小组此前保持的4个量子界面之间的纠缠世界纪录相比，界面数量增加了约6倍。
该研究成果将对量子信息领域产生重要影响，被评价为“构建第一个量子网络过程中的重要里程碑”。
（用于生成和验证二维原子系综量子界面阵列之间的量子纠缠的实验装置图片）量子界面用于实现光子与存储粒子（通常是原子）之间量子信息的相干转换。
他们是联系。
量子存储器或量子计算单元与光量子通信通道之间的重要接口。
与经典接口的广泛应用类似，量子接口是量子信息领域的基本组成部分。
实现量子接口之间的纠缠是构建量子网络和未来量子互联网的基本要求。
在量子信息科学中，光子具有最快的传输速度，是传播量子信息的最佳载体，而原子则具有较长的量子相干时间，广泛用于量子信息的存储。
量子接口连接光子和存储原子，实现不同载流子之间量子信息的高效相互转换。
构建基于量子通信的量子网络和量子互联网，是为了解决传统电缆、光纤信息传输可被窃听且无法被窃听发现的缺陷，防止使用传统信息加密算法（如经典的RSA公钥加密算法）。
未来量子计算机可以快速破解的问题。
量子安全通信采用量子密钥分发技术，完成通信双方之间无条件安全的密钥传输，让通信双方生成并共享一对完全随机的密钥。
量子密钥分发技术在单个光量子态上调制信息，利用单光子的不可分割性和量子态的不可复制性，使得任何窃听行为都会对量子态造成不可逆的扰动，被双方发现和规避。
沟通各方。
物理原理保证密钥不被窃听或破解，可广泛应用于军事、外交、金融、电力等多个领域，保障网络和信息安全。
量子网络将能够根据需要在任意两个用户之间产生纠缠，这将涉及通过光纤网络和卫星链路发送光子。
然而，连接相距较远的用户需要一种能够扩大纠缠范围的技术——沿着中间点在用户之间进行中继。
然而，量子网络和量子互联网的建设不仅需要解决量子的长距离纠缠，还需要增加量子纠缠网络的范围。
这使得量子网络构建的前景变成了一个系统工程问题，而这个问题的解决需要更加复杂。
量子连接和中继方案。
（25个原子系综的量子界面阵列中量子纠缠的验证）2008年，段路明和他的合作者提出了著名的DLCZ（Duan-Lukin-Cirac-Zoller）量子中继方案，提出用原子系综作为光子之间的纽带和记忆量子接口。
得益于众多原子和光模之间的集体增强效应，基于原子系综的DLCZ方案是量子接口的理想选择，在量子信息领域具有很大的影响力。
许多国际研究小组致力于实现DLCZ型量子接口。
以及它们相互的量子纠缠。
加州理工学院著名量子信息和量子光学专家Kimble的研究小组于2016年实现了四个DLCZ型量子界面之间的纠缠，代表了此前的国际最高水平。
（段路明教授）为了实现更多量子界面之间的纠缠，构建更大的量子纠缠网络，段路明课题组研发了一种新型二维量子界面阵列，解决了相关技术难题，可以轻松实现多个量子界面之间的相互作用接口。
纠缠。
研究人员利用分束技术对5×5量子界面阵列进行独立寻址和相干控制，制备出多体量子纠缠态。
在25个量子界面之间，实验利用纠缠准则高置信度地证明，至少还存在22个真正的纠缠实体，打破了纠缠量子界面数量的世界纪录。
这一世界纪录证明大规模量子接口之间的纠缠具有实现的基础，这意味着我们朝着未来量子互联网的实现迈出了关键的一步。
未来，量子通信将不再仅仅在小范围内使用。
国家、军队、企业信息安全领域也将成为每个人信息安全的保护者。