|信息通信技术与政策量子信息网络关键技术与核心组件姚飞赖俊森李芳赵文玉(中国信息通信研究院技术与标准研究所,北京100191)摘要:量子信息网络旨在连接多个量子处理器节点,提供量子计算机和量子传感器等量子信息系统之间的互联组网能力,是未来量子信息技术发展演进和融合的重要方向之一。对量子信息网络的关键技术原理、核心使能组件以及未来技术发展关注点进行综述,为相关领域的研究与应用探索提供参考。关键词:量子信息网络;量子中继;量子器件中图分类号:O413;TN918.3文献标志码:A引用格式:姚飞,赖俊森,李芳,等.量子信息网络关键技术与核心组件[J].信息通信技术与政策,2023,49(7):60-67.DOI:10.12267/j.issn.2096-5931.2023.07.0080引言量子信息网络是利用量子力学原理实现信息传输和处理的一种新型网络,具有高效、安全、可扩展等优点,是未来信息社会的重要基础设施。量子信息网络的实现依赖于多种使能技术,如量子纠缠、量子中继、量子存储、量子态转换等,以及各种关键器件,如量子光源、单光子探测器、量子存储器、量子转换器等[1]。本文对量子信息网络的关键技术及核心组件进行了综述,并根据现阶段技术发展现状分析探讨了量子信息网络技术及组件未来发展的关注点。1量子信息网络关键技术量子信息网络是一种基于量子力学原理的信息传输和组网系统,通过利用量子纠缠特性,实现远距离的信息传输。量子信息网络不同于经典网络可以独立存在,量子网络需要结合并依赖经典网络来实现组件的互联及经典控制,故量子信息网络实际上是量子网络和经典网络的混合体。量子信息网络基于量子隐形传态协议进行构建,信息的发送方和接收方通过纠缠光子对的制备分发建立量子通信信道,通过贝尔态(BellStates)测量和经典通信信道,发送方可以测量包含未知量子态信息的光子并将测量结果告知接收方,接收方根据结果对纠缠光子进行相应的操作,从而获得发送方光子的量子态信息,完成量子通信过程。量子信息网络节点之间可通过纠缠光子进行量子态信息传输,量子存储、量子中继、量子态转换是实现量子信息网络的关键使能技术。1.1量子存储量子存储一般可通过光与物质的相互作用、物质内部状态自行干涉或是相位关系的演化和恢复等来实现。能够实现量子存储的研究对象一般需要有较为理想的分立能级结构,目前在国际上得到广泛研究的量子存储系统有单原子、原子系综、稀土离子、离子阱、固态缺陷体系等[2]。同时,亦有多种量子存储协议方案受到关注,包括电磁诱导透明(Electromagnetically...
