中國科學家創量子糾纏新紀錄：420公里光纖連結兩個量子記憶體，突破物理極限

中國科學技術大學（USTC）潘建偉、包小輝、張強領導嘅團隊，成功將兩個冷原子銣量子記憶體，透過420公里光纖實現量子糾纏——相比2020年嘅50公里紀錄，足足提升咗8倍。呢項成果以「編輯推薦」（Editors' Suggestion）形式喺2026年7月發表喺《物理評論快報》，同時上載到arXiv預印本伺服器（2504.05660）。

實驗係點樣做㗎？

• 兩個名為Alice同Bob嘅銣原子系綜量子記憶體，由捲繞光纖連接。
• 中央檢測節點Charlie對兩個記憶體發出嘅光子進行貝爾態測量，標記糾纏成功。
• 團隊採用DLCZ（段-路-邢-佐勒）單光子糾纏方案，透過檢測每個記憶體發射嘅一個光子嚟概率性建立糾纏。

三項關鍵技術突破令呢個紀錄成真

1. 電信波段波長轉換——銣記憶體發出嘅光子經量子頻率轉換，變成電信S波段（約1.5微米），喺光纖傳輸時損耗僅約0.17 dB/km。
2. 主動光纖穩定系統——實時反饋系統補償長光纖鏈路嘅相位波動，令420公里路徑上嘅干涉可見度保持穩定。
3. 單光子DLCZ糾纏協議——唔需要兩個光子同時到達，而係依賴檢測每個記憶體節點發出嘅單個光子，大幅提升長距離糾纏生成率。

超越PLOB理論極限

• PLOB極限（Pirandola–Laurenza–Ottaviani–Banchi）係無中繼量子通道透過有損信道分發糾纏嘅基本速率上限。
• 團隊證明，佢哋量度到嘅記憶體之間糾纏概率，喺超過約230至320公里直接光纖距離時超越PLOB極限。換句話講，超越呢個交叉距離後，有記憶體輔助嘅量子網絡可以達到比任何直接光纖鏈路更高嘅糾纏率，證明量子記憶體作為中繼節點嘅優勢。

對未來量子互聯網嘅意義

• 呢項係首次實驗證明基於記憶體嘅量子網絡可以超越基本嘅無中繼極限，驗證量子中繼器架構嘅關鍵前提。
• 將量子網絡從城域尺度（幾十公里）推進到城際尺度（幾百公里），展示儲存嘅量子資訊可以可靠噉喺連接城市嘅距離上糾纏。
• 呢項工作為建設可擴展、基於記憶體嘅量子中繼器奠定實用基礎，未來有望形成全球量子互聯網嘅骨幹，實現長距離量子密鑰分發、分佈式量子計算同安全量子通訊。