量子傳輸技術，曾經是科幻小說中的概念，正迅速成為建設下一代互聯網的核心元素。這一過程不再通過電線或空氣傳輸粒子或信號，而是瞬時轉移粒子的量子狀態，且不需要實際移動粒子本身。這一技術依賴於量子糾纏現象，即兩個粒子之間建立深層聯繫，使得一個粒子的狀態能夠瞬時影響另一個粒子，不論距離多遠。
南京大學的研究人員在邁向可擴展量子互聯網的重要一步中，成功展示了將電信波長的光子量子比特傳輸至固態量子記憶體的技術。這是首次利用兼容電信設備實現此項技術，為將量子網絡與當前通信基礎設施整合提供了可能。
在這項實驗中，由主導作者馬曉松領導的團隊成功地將量子信息從光子轉移到基於鋯離子集合的固態記憶體。與先前依賴頻率轉換的傳輸方法不同，這次實驗完全在電信頻段內進行，這是傳統光纖通信所使用的相同範圍。
馬曉松在接受 Phys.org 訪問時表示：「量子傳輸在量子通信中始終是一個引人入勝的協議，因為它能夠在不揭示的情況下傳輸量子狀態。」這項研究的目標是將固態記憶體與傳輸過程整合，實現量子狀態的臨時存儲，以便進行長距離傳輸。在量子網絡中，此類記憶單元對於分配糾纏和確保穩定的長距離通信至關重要。
馬曉松指出：「為了進一步擴展狀態傳輸距離，將量子記憶體納入量子傳輸系統至關重要。」量子網絡依賴中繼器來將長鏈路劃分為更小的部分。通過在這些端點放置量子記憶體，信息可以存儲，直到在所有鏈路上建立起糾纏，形成未來量子互聯網的基礎。
馬曉松的團隊使用了五個互聯系統來完成這項實驗，這些系統包括輸入狀態準備、在集成光子芯片上創建的糾纏光子源（EPR-source）、貝爾態測量模塊和基於鋯的量子記憶體。他們還使用了法布里-佩羅腔和龐德-德雷弗-霍爾（PDH）技術進行精確的信號對齊。
馬曉松表示：「我們的研究首次展示了從電信光子到基於鋯離子的固態量子記憶體的量子傳輸。整個系統使用的組件與現有光纖網絡完全兼容。」這種兼容性是一個重要的里程碑。大多數先前的系統需要將信號轉換為不同的頻率，限制了其在現實世界中的應用。通過保持在電信頻段內，這一設置可以與當前的基礎設施無縫協作。
馬曉松補充道：「這一兼容電信的光子量子狀態生成、存儲和處理平台為大規模量子網絡提供了一個極具潛力的方案。」該團隊計劃進一步完善固態記憶體系統，重點包括延長存儲持續時間和提高數據保留效率，這對於實際的量子網絡至關重要。
這一突破使得實現功能性量子互聯網的道路變得更加清晰且更具準備。該研究已發表在《Physical Review Letters》期刊上。
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