Ny milstolpe för kvantinternet – kinesiska forskare intrasslar kvantminnen över 420 kilometer

Ett forskarlag vid University of Science and Technology of China (USTC), lett av Pan Jianwei, Bao Xiaohui och Zhang Qiang, har uppnått intrassling mellan två kallatomrubidiumkvantminnen över 42 mil optisk fiber – en åttafaldig förbättring jämfört med deras rekord på 5 mil från 2020. Resultatet publicerades som Editors’ Suggestion i Physical Review Letters i juli 2026 och finns även på arXiv (2504.05660) .

Så fungerade experimentet

• Två rubidiumkvantminnen, kallade Alice och Bob, sammanlänkades med uppspolad optisk fiber .
• En central detektor, Charlie, utförde Bell-tillståndsmätningar på fotoner från båda minnena för att bekräfta att intrassling hade uppnåtts .
• Teamet använde DLCZ-protokollet (Duan–Lukin–Cirac–Zoller), en enkelfotonbaserad metod som genererar intrassling probabilistiskt genom att detektera en enda emitterad foton .

Tre tekniska genombrott som möjliggjorde rekordet

1. Våglängdsomvandling till telekom-band – Fotoner från rubidiumminnena omvandlades till telekommunikationens S-band (cirka 1,5 μm) via kvantfrekvensomvandling. Detta gav en fiberförlust på endast cirka 0,17 dB/km, vilket är avgörande för långa avstånd .
2. Aktiv fiberstabilisering – Ett realtidsstabiliseringssystem kompenserade för fasfluktuationer i de långa fiberlänkarna och bibehöll interferenskontrasten över hela 42-milsträckan .
3. Enkelfotonbaserat DLCZ-protokoll – Istället för att kräva tvåfotonkoincidens detekterades bara en foton från varje minne, vilket dramatiskt ökade intrasslingshastigheten på långa avstånd .

Förbi PLOB-gränsen

• PLOB-gränsen (Pirandola–Laurenza–Ottaviani–Banchi) är den fundamentala gränsen för hur snabbt intrassling kan distribueras genom en förlustfylld kanal utan kvantrepeterare .
• Forskarna visade att den uppmätta intrasslingssannolikheten översteg PLOB-gränsen för avstånd längre än cirka 23–32 mil direkt fiber . Detta innebär att ett minnesbaserat kvantnätverk kan uppnå högre intrasslingshastigheter än en direkt fiberlänk bortom denna punkt – ett bevis på kvantminnens avgörande roll som repeterarnoder .

Betydelse för framtidens kvantinternet

• Detta är den första experimentella demonstrationen av att ett minnesbaserat kvantnätverk kan slå den fundamentala repeterarlösa gränsen, vilket bekräftar en central princip för kvantrepeterarkonstruktioner .
• Avståndet har nu ökat från stadsnätsskala (tiotals kilometer) till regionnätsskala (hundratals kilometer), vilket visar att lagrad kvantinformation kan vara pålitligt intrasslad över avstånd som förbinder städer .
• Arbetet lägger en praktisk grund för att bygga skalabara, minnesbaserade kvantrepeterare som en dag kan utgöra ryggraden i ett globalt kvantinternet – med möjligheter som långdistansnyckeldistribution, distribuerad kvantberäkning och säker kvantkommunikation .