德国斯图加特大学突破量子中继器技术

来源：维度网

互联网时代，数字信息安全面临诸多挑战，黑客攻击手段日益复杂，传统加密方式难以应对。在此背景下，量子密码学凭借其利用量子物理定律的特性，为通信安全提供了新思路。然而，通往量子互联网的道路充满技术挑战，其中量子中继器作为关键元件，其研发难度极高。近日，斯图加特大学半导体光学与功能界面研究所 (IHFG) 的研究人员在该领域取得决定性突破，相关成果发表于《自然通讯》杂志。

IHFG负责人Peter Michler教授表示：“我们首次在全世界范围内成功地在源自两个不同量子点的光子之间传输了量子信息。”这一成果标志着量子通信技术迈出了重要一步。量子通信中，单个光粒子充当信息载体，其偏振态对应二进制中的零或一。由于量子力学定律，任何拦截传输的行为都会被探测到，确保了通信的安全性。

为实现量子互联网，经济实惠的光纤基础设施必不可少。但光的传输距离有限，传统光信号需定期增强，而量子信息无法简单放大、复制或转发。为此，物理学家开发量子中继器，在量子信息被光纤吸收前进行更新。然而，通过量子隐形传态传输量子信息要求光子无法区分，这极其困难，因为光子由不同光源在不同地点产生。

斯图加特大学研究团队开发出能产生几乎完全相同光子的半导体光源，成功将源自一个量子点的光子的偏振态传送到另一个量子点上。量子频率转换器作为实验关键，补偿了光子间残留的频率差异。研究团队表示，在不同量子点的光子间传输量子信息是跨越更远距离的关键，目前他们正努力实现更远距离的传输，并提高量子隐形传态的成功率。

更多信息： Tim Strobel 等人，《利用远程量子点的频率转换光子实现电信波长量子隐形传态》，《自然通讯》 (2025)。期刊信息： 《自然通讯》

审核编辑 黄宇