問：團隊基于稀土離子摻雜晶體研制出高性能的固態(tài)量子存儲器，實現(xiàn)了一種基于吸收型存儲器的多模式量子中繼，并成功將光存儲時間提升至1小時。請問此項工作同以往相比最大的突破點是什么？

   周宗權：光子傳輸損耗導致在地面不能實現(xiàn)遠程的量子通信，量子中繼和量子U盤是實現(xiàn)遠程量子通信的兩種可行方案。

   量子中繼的思想是把短程糾纏的量子存儲器逐步連接起來，獲得遠程的量子糾纏。前人的量子中繼都是基于發(fā)射性存儲器構建，它的糾纏光子是由存儲器直接發(fā)射出來的。這種量子中繼結構簡單，但是物理系統(tǒng)單一，通信速率受限。

   我們實現(xiàn)的是基于吸收性存儲器的量子中繼。在這種量子中繼中，量子糾纏光源和量子存儲器是相互獨立的，這是一種全新的量子中繼架構。基于多模式量子中繼糾纏闡述，如果把量子中繼看作一個橋梁的話，前人量子中繼相當于是具有單個車道的橋梁，而我們的多模式量子中繼是一座具有四車道的橋梁，相應它的通信速率也就提升了4倍。

   量子U盤的思想是把光子存入量子存儲器，然后借助高鐵、飛機等傳統(tǒng)運輸工具運輸存儲器來實現(xiàn)遠程量子通信。考慮現(xiàn)實中的運輸速度，量子U盤對光存儲時間為小時量計，而此前國際上光存儲的最長時間為一分鐘，這是德國團隊在2013年實現(xiàn)的。

   我們基于自主搭建的光學拉曼外差探測核磁共振譜儀，精準測定稀土離子能級結構，進一步結合低溫、磁場、激光及射頻聯(lián)合操控技術，把相關光子存儲時間提升至1小時，大幅刷新了光存儲時間的世界紀錄，也證實了光量子U盤的原理可行性。我們的工作為遠程量子通信的實現(xiàn)提供了基于稀土離子的全新解決方案：一是基于吸收型存儲器的多模式量子中繼，二是基于稀土離子構建量子U盤。

     問：您將此次實驗比喻為“鵲橋”，可否具體解釋一下？

   周宗權：量子中繼所要解決的問題，是有A和B兩個量子存儲器，它們相距很遠無法見面，要在AB當中建立起量子糾纏，實現(xiàn)遠程量子通信。

   這個問題和傳說故事中的“鵲橋”是類似的：牛郎和織女被天河相隔，只有借助鵲橋才能相會。我們可以想象量子存儲器A是量子世界中的牛郎，B是量子世界中的織女，在A和B之間需要架起一座通信的橋梁，而量子中繼就是量子世界中的這座鵲橋。■