【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉、張強(qiáng)等與濟(jì)南量子技術(shù)研究院鄭名揚(yáng)等，在紫外波段離子阱存儲器和通信光纖的高效量子互聯(lián)方面取得重要進(jìn)展。研究團(tuán)隊成功實現(xiàn)393nm至1550nm的高效率、低噪聲量子頻率轉(zhuǎn)換(QFC，Quantum Frequency Conversion)，刷新了該波段量子頻率轉(zhuǎn)換效率與噪聲水平的國際紀(jì)錄，為可擴(kuò)展量子網(wǎng)絡(luò)中囚禁離子節(jié)點(diǎn)的遠(yuǎn)程互連提供了關(guān)鍵技術(shù)。10月13日，相關(guān)成果發(fā)表于國際知名物理學(xué)期刊《物理評論快報》。
 

　　囚禁離子體系具有相干時間長、操控保真度高等突出優(yōu)勢，是構(gòu)建規(guī)?；孔泳W(wǎng)絡(luò)的重要體系之一。然而，諸多囚禁離子能級躍遷熒光波長位于紫外或藍(lán)紫光波段，難以實現(xiàn)遠(yuǎn)距離光纖傳輸，解決方案是高效率、低噪聲量子頻率轉(zhuǎn)換。此前，該波段至通信波段的QFC普遍面臨效率低、噪聲高的問題，難以實際應(yīng)用，致使該波段囚禁離子節(jié)點(diǎn)間糾纏分發(fā)距離被限制在米量級。
 

　　研究團(tuán)隊從準(zhǔn)相位匹配底層原理出發(fā)，一方面建立疇缺陷相位擾動致效率下降的定量理論模型，并通過定量分析驗證理論模型。另一方面，團(tuán)隊揭示了短波長泵浦下QFC過程與泵浦光自發(fā)參量下轉(zhuǎn)換(SPDC)噪聲過程的反向調(diào)諧特性，據(jù)此提出短波泵浦SPDC噪聲抑制方法，實現(xiàn)對泵浦光噪聲的大幅抑制?；谝陨蟿?chuàng)新方法，團(tuán)隊構(gòu)建393nm至1550nm的高效率低噪聲QFC模塊，端到端效率達(dá)28.8%，泵浦光噪聲抑制至35個/秒。與此前研究工作相比，效率提升約30倍，噪聲降低逾兩個數(shù)量級，創(chuàng)造了該波段量子頻率轉(zhuǎn)換的新紀(jì)錄。
 

　　該QFC模塊已在基于40Ca+囚禁離子的遠(yuǎn)距離量子糾纏中得到實際應(yīng)用，信噪比可達(dá)120：1，支撐了長壽命遠(yuǎn)程離子-離子高保真度糾纏的實驗演示與器件無關(guān)量子密鑰分發(fā)，為可擴(kuò)展量子中繼和廣域量子網(wǎng)絡(luò)奠定了關(guān)鍵器件基礎(chǔ)(Nature 652, 51-57 (2026))。
 

　　中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)博士生楊怡和濟(jì)南量子技術(shù)研究院汪斌副研究員是該論文的共同第一作者。該研究工作得到了國家科技重大專項、國家自然科學(xué)基金委以及山東省、濟(jì)南市和新基石基金會等有關(guān)項目的支持。(科研部、物理學(xué)院、微尺度物質(zhì)科學(xué)國家研究中心、中國科學(xué)院量子信息與量子科技創(chuàng)新研究院)
 

　　引用：中國科大實現(xiàn)離子阱量子存儲器和光纖網(wǎng)絡(luò)的高效互聯(lián) 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 【引用時間：2026年10月13日】