Kwantumnetwerk is een fysiek apparaat dat kwantuminformatie opslaat, verwerkt en verzendt op basis van de wetten van de kwantummechanica. Het is de basis voor het realiseren van kwantumcommunicatie en grootschalige kwantumcomputing.De onderzoeksgroep van professor Duan Luming aan het Institute of Cross-Information, Tsinghua UniversityDoor gebruik te maken van dual-type qubit-codering van hetzelfde soort ionen, is het de eerste keer ter wereld dat overspraakvrije kwantumnetwerkknooppunten worden gerealiseerd.Het is van groot belang voor de toekomstige realisatie van kwantumcommunicatie en grootschalige kwantumcomputing. De onderzoeksresultaten zijn onlangs gepubliceerd in het internationale wetenschappelijke tijdschrift Nature Communications.
Huang Yuanyuan, een assistent-onderzoeker aan het Institute of Cross-Information aan de Tsinghua Universiteit, zei dat ze twee paar ultrafijne energieniveaustructuren van hetzelfde soort ionen gebruikten om respectievelijk de ‘communicatiebits’ te coderen die worden gebruikt om fotonen te verstrengelen en de ‘opslagbits’ die worden gebruikt om informatie in het kwantumnetwerk op te slaan. Tegelijkertijd werd ook coherente conversie op microsecondeniveau tussen twee qubits bereikt met behulp van lasers.
Experimenten hebben uitgewezen dat communicatiebits die met deze methode zijn vervaardigd binnen honderden milliseconden ion-fotonverstrengeling kunnen genereren; de spin-echomethode kan de houdbaarheid van opslagbits verlengen en opslagqubits realiseren met coherentietijden in de orde van seconden. Door de getrouwheidsveranderingen van de opgeslagen bits te vergelijken met en zonder de bewerking voor het genereren van ion-fotonverstrengeling,De onderzoekers bevestigden overspraakfouten tussen de twee qubits die onder de experimentele nauwkeurigheid lagen, waardoor een overspraakvrij kwantumnetwerkknooppunt mogelijk werd.