记者10月31日从中科大获悉，该校教授、中科院院士潘建伟及同事陈宇翱、赵博等人近期利用参量下转换光源，实现了基于线性光学的量子中继器中的嵌套纠缠纯化和二级纠缠交换过程，为将来实现基于原子系综的可扩展线性光量子中继器提供了前瞻性技术指引。这两项重要成果分别发表于国际学术权威期刊《自然・光子学》和《物理评论快报》上。
量子中继器是地面实用化远距离量子通信中必不可少的关键器件。受到通信链路衰减和噪声等因素的影响，直接进行量子通信的节点距离存在极限。为了突破这一极限，可以利用量子中继器连接多个通信节点，从而实现远距离的量子通信。自1998年量子中继器的概念被提出后，科学家们一直在努力搭建实用化量子中继器。
潘建伟团队在多光子纠缠制备和操纵方面处于世界领先地位，近期他们基于八体纠缠光源，首次演示了嵌套量子纠缠纯化和级联量子纠缠交换。通过巧妙设置贝尔态测量装置，不仅能完全消除纠缠交换过程中双光子干扰项，同时还保留了分发量子态进一步可操纵性。结合使用光纤模拟量子存储以及测量反馈装置，成功实现了可扩展量子中继器的光学演示。 这两项工作突破了以往只能演示量子中继器中单次纠缠操纵的技术障碍，首次实现了对量子态的连续纠缠操控，基于线性光学系统发展了可扩展量子中继器技术，破除了实用光量子中继器发展道路上的一道坚实壁垒。 《自然・光子学》和《物理评论快报》审稿人对这两项成果给予高度评价，其中嵌套纯化的实验实现被称赞为“英雄实验”。
