芝加哥大学提出可将量子链路延长到2,000 km ^{CEFR B2}

芝加哥大学Pritzker分子工程学院的团队在Nature Communications上提出了一种理论方案，可能把通过光纤的量子链路距离从目前的几公里扩展到2,000 km，从而推动远距离量子计算机之间的互联和未来量子互联网的建设。

这一进展来自对单个铒（erbium）原子量子相干时间的显著改进。Zhong和团队将相干时间从0.1 milliseconds提高到超过10 milliseconds，在一次实验中演示了最高24 milliseconds。论文指出，若相干时间继续延长，理论上链路可支持长达4,000 km，并以UChicago PME到哥伦比亚Ocaña的距离作为示例。

突破并非来自新材料本身，而是来自不同的制备工艺。研究组用分子束外延（MBE）生长稀土掺杂晶体，替代传统在超过2,000摄氏度下熔化并冷却再切割的Czochralski方法。MBE直接通过薄层组装构建晶体，因而材料纯度更高、量子相干特性更优。团队在UChicago PME助理教授Shuolong Yang的帮助下完成了MBE的调整。

外部专家也给予正面评价。Institute of Photonic Sciences的教授Hugues de Riedmatten称这种方法“高度创新”，并认为它为在光纤兼容器件中大规模产生可组网量子比特提供了可扩展途径。下一步，Zhong计划在实验室中测试连通性：通过绕线光缆把处于不同稀释制冷机内的量子比特连接起来，目标测试距离约为1,000 km，并正在建造第三台制冷机以形成本地网络并模拟未来的远距离链路。