問：團隊基于稀土離子摻雜晶體研制出高性能的固態量子存儲器，實現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遠程的量子通信，量子中繼和量子U盤是實現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射性存儲器構建，它的糾纏光子是由存儲器直接發射出來的。這種量子中繼結構簡單，但是物理系統單一，通信速率受限。

   我們實現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、飛機等傳統運輸工具運輸存儲器來實現遠程量子通信。考慮現實中的運輸速度，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。■