量子机器OPX平台立功！加州理工团队突破量子网络效率瓶颈

Meise

量子通信领域最近迎来重要进展！加州理工学院Andrei Faraon教授团队在最新一期《自然》期刊发布研究成果，他们利用稀土离子构建的新型量子网络架构，成功将传统量子通信效率提升近两倍。这项得到量子机器OPX混合控制系统支持的研究，为未来量子互联网建设提供了新思路。

传统量子网络有个头疼的问题：每个节点只能容纳一个量子比特。当节点间距超过百公里时，受限于光速的通信效率就会断崖式下跌。现有理论模型显示，传统架构的纠缠速率完全取决于光速和节点间距，这严重制约着量子网络的扩展能力。

Faraon团队这次想了个妙招：在单个节点里塞进多个不同光谱特征的稀土离子，通过量子多路复用技术实现并行纠缠。就像给高速公路增加车道，纠缠速率直接和节点里的量子比特数量挂钩。实验结果显示，新架构让纠缠速率几乎翻倍，多节点方案可行性得到验证。

不过要实现这个方案，研究团队必须解决两大难题：如何让多个量子比特保持步调一致？虽然稀土离子的贝尔态能保持超过9毫秒的超长相干时间，但晶体环境差异会导致光子频率漂移。团队为此开发了动态调控系统，借助量子机器OPX控制平台的实时反馈能力，能在百万分之一秒内完成相位校准。这种边运行边调整的技术路线，成功让多节点系统的操作精度保持在量子级别。

研究论文特别指出："OPX控制系统的实时调控功能和多节点同步能力，是完成复杂量子网络操作的关键。"这套系统不仅能协调多个量子节点的工作节奏，还能根据实时监测数据动态调整操作步骤，这对维持量子态一致性至关重要。

这项研究的意义不仅在于效率提升，更重要的是展示了稀土离子与纳米光子器件结合的可能性。随着通信技术向量子领域延伸，该成果可能成为构建量子中继器的重要技术基础。研究团队目前正在攻关单节点容纳10个量子比特的目标，如果实现，量子网络效率将迎来跨越式提升，为分布式量子计算和安全通信打开新天地。

论文信息：

Ruskuc, A., et al. (2023). Multiplexed entanglement generation over quantum networks. Nature.
研究团队：加州理工学院应用物理实验室、斯坦福大学联合团队
关键技术支撑：量子机器OPX混合控制系统

zijinshi

不懂，但我欣赏这些理工生们的执着，技术无止境