一个国际研究团队，包括帕德博恩大学的科学家，在通往量子互联网的道路上取得了重要里程碑。他们首次成功地将单个光子的偏振态从一个量子点传送到另一个物理上分离的量子点。用外行的话说，他们让一个光子的属性通过量子传送跳到了另一个光子上，这听起来像是《星际迷航》里的东西，但实际上只是物理学在炫耀。

实验使用了270米的自由空间光学链路连接系统，结果已发表在《自然·通讯》期刊上。帕德博恩的博士生和博士后研究人员花了大约十年时间进行光学测量、数据分析和评估，并与罗马萨皮恩扎大学的Rinaldo Trotta教授团队密切合作。

“该实验令人印象深刻地证明了基于半导体量子点的量子光源可以作为未来量子通信网络的关键技术，”帕德博恩大学“混合光子量子器件”研究小组负责人Klaus Jöns教授解释说。“两个独立量子发射器之间的成功量子传送代表了向可扩展量子中继器以及量子互联网实际实现的关键一步。”

这一突破依赖于多个欧洲研究中心的贡献。量子点由林茨约翰·开普勒大学设计，谐振器纳米加工在维尔茨堡大学完成，传送实验在罗马萨皮恩扎大学进行，科学家们使用那条270米的自由空间光学链路连接了两栋建筑。系统使用了GPS辅助同步、超快单光子探测器和稳定方法来对抗大气湍流。实现的传送态保真度高达82±1%，超过经典极限10个标准差以上——这是科学界在说“我们相当确定这成功了”。

这一成就为两个量子点之间的“纠缠交换”打开了大门，这将创建第一个使用两个确定性纠缠光子对源的量子中继器。确定性源可以按需可靠地产生单个光子，尽管开发它们一直是一个重大挑战——因为量子力学中当然没有什么是容易的。

巧合的是，来自斯图加特和萨尔布吕肯的另一个研究团队几乎同时报告了使用频率转换的类似成就。这些结果共同标志着欧洲量子研究的一个重要里程碑，并使功能性量子互联网的愿景更接近现实——假设现实不会与自己纠缠得太厉害。