两个独立的固态QD单光子源之间的量子干涉的实验配置，由302公里光纤分开。DM：二色镜，LP：长通，BP：带通，BS：分光器，SNSPD：超导纳米线单光子检测器，HWP：半波板，QWP：四分之一波板，PBS：偏振分光器。资料来源：高级光子学（2022）。doi: 10.1117/1.ap.4.6.066003

今年的诺贝尔物理学奖颂扬了量子纠缠的基本兴趣，同时也设想了在 "第二次量子革命 "中的潜在应用--当我们能够操纵量子力学的怪异性，包括量子叠加和纠缠的新时代。一个大规模和功能齐全的量子网络是量子信息科学的圣杯。它将打开物理学的新领域，为量子计算、通信和计量提供新的可能性。

最重要的挑战之一是将量子通信的距离扩展到一个实际有用的规模。与可以无噪音放大的经典信号不同，叠加的量子态不能被放大，因为它们不能被完美地克隆。因此，一个高性能的量子网络不仅需要超低损耗的量子通道和量子存储器，还需要高性能的量子光源。最近在基于卫星的量子通信和量子中继器方面取得了令人兴奋的进展，但由于缺乏合适的单光子源，阻碍了进一步的进展。

量子网络应用对单光子源的要求是什么？首先，它应该一次发射一个（只有一个）光子。第二，为了达到亮度，单光子源应该有高的系统效率和高的重复率。第三，对于需要干扰独立光子的量子传输等应用，单光子应该是不可区分的。其他要求包括一个可扩展的平台，可调谐的窄带线宽（有利于时间同步），以及与物质量子比特的互连性。

一个有希望的来源是量子点（QDs），即只有几纳米的半导体颗粒。然而，在过去的二十年里，独立的QDs之间的量子干扰的可见性很少超过50%的经典极限，距离也被限制在几米或几公里左右。

正如《高级光子学》杂志所报道的，一个国际研究小组在两个独立的QDs之间实现了高可见度的量子干涉，并以约300公里的光纤连接。他们报告了具有超低噪声、可调谐的单光子频率转换和低色散的长光纤传输的高效和无差别的单光子源。

单光子是由确定性地耦合到微腔的谐振驱动单QD产生的。量子频率转换被用来消除QD的不均匀性，并将发射波长转移到电信波段。观察到的干扰可见度高达93%。据资深作者、中国科技大学教授卢超阳说，"可行的改进可以进一步将距离延长到~600公里"。

Lu说："我们的工作从以前基于QD的量子实验的规模从~1公里跳到300公里，大了两个数量级，从而开启了固态量子网络的令人兴奋的前景"。随着这一报道的跃迁，固态量子网络的曙光可能很快就开始向日突破。

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