新葡萄新闻网7月25日电 量子隐形传态提供了一种在不传输其物理载体的情况下传送量子信息的方法，是未来量子网络的核心功能之一。自1993年提出以来，量子隐形传态已经在各种量子系统中实现。光子作为“飞行”的量子比特，是实现远距离量子隐形传态的良好量子信息载体。光子量子隐形传态已经在室内光纤、实际城市光缆以及卫星与地面之间的自由空间传输条件下得以验证。光量子芯片技术将多个光学器件集成到单个芯片上实现复杂的量子信息功能，为简化光子量子隐形传态的物理实现提供了一种有前景的方法。目前，已在10米光纤传输的条件验证了其可行性，如何实现芯片间更远距离的量子隐形传态仍然是一个重大挑战。

（a）星形拓扑量子网络中量子隐形传态应用场景（b）用户节点、中继节点和中心节点间的光子量子隐形传态功能（c）-（e）用户、中继和中心节点的硅光量子芯片片上光路设计（f）制备出的硅光子芯片的照片，集成了三个节点的片上光路

近日，新葡萄官网AMG电子系张巍教授课题组通过设计和实现时间片编码的量子隐形传态光量子芯片，将芯片间量子隐形传态的光纤传输距离提升了3个数量级，达到12.3公里，展示了光量子芯片技术在未来量子网络中应用的巨大潜力。

这项工作在一个硅光子芯片上设计并制备了三个量子光路，每个量子光路执行量子隐形传态的不同功能，分别是在用户节点的预报式时间片编码单光子产生功能，在中继节点的时间片纠缠光子对产生和贝尔态测量（BSM）功能，在中心节点的传送光子进行投影测量的功能。该芯片通过优化波导结构来降低片上传输损耗，并通过引入带阻滤波器降低自发四波混频效应在片上产生的噪声光子。使用该芯片建立了三节点间12.3km光纤传输的量子隐形传态实验系统，并通过建立基于可变光学延迟线的主动反馈系统动态补偿光纤长度的变化，实现了中继节点BSM测量的稳定量子干涉，从而实现了平均保真度约为81%的芯片间量子隐形传态。这项工作表明光量子芯片技术可以在保证量子隐形传态功能的同时大大简化其物理实现，为未来量子网络的核心功能集成提供了有力的技术支撑。

相关研究成果以“12.3公里光纤传输的芯片间量子隐形传态”（Chip-to-chip photonic quantum teleportation over optical fibers of 12.3km）为题，于7月9日发表于《光：科学和应用》（Light: Science & Applications）。

新葡萄官网AMG电子工程系2019级博士生刘东宁为论文第一作者，张巍教授和黄翊东教授为论文通讯作者。研究得到北京量子信息科学研究院以及国家自然科学基金和重点研发计划项目的支持。

论文链接：

https://doi.org/10.1038/s41377-025-01920-z

供稿：电子系

编辑：李华山

审核：郭玲