Un groupe de scientifiques dirigé par le professeur Zhang Qiang et Pan Jianwei de l'Université des sciences et technologies de Chine (USTC) ont démontré avec succès l'échange d'intrication avec deux sources indépendantes distantes de 12,5 km utilisant une fibre optique de 103 km.

Réaliser l'échange d'intrication à longue distance avec des sources indépendantes dans des conditions réelles est important à la fois pour les futurs réseaux quantiques et pour l'étude fondamentale de la théorie quantique.

Cependant, en raison de sa grande sensibilité aux effets environnementaux, la démonstration du principe n'avait été réalisée auparavant que sur quelques dizaines de kilomètres de fibre optique souterraine, et il n'y avait eu aucun rapport de mise en œuvre utilisant une fibre optique de plus de 100 km ou utilisant une fibre optique suspendue.

Pour augmenter la distance expérimentale, Les scientifiques de l'USTC ont exploité deux sources de paires de photons enchevêtrées séquentielles à horloge 1 GHz indépendantes, développé plusieurs contrôles automatiques de stabilité, et mis en œuvre avec succès un test sur le terrain d'échange d'intrication sur une liaison fibre optique de 103 km composée d'environ 77 km de fibre optique à l'intérieur du laboratoire, 25 km de fibre optique hors du labo mais gardés sous terre, et 1 km de fibre optique suspendue dans l'air à l'extérieur du laboratoire pour tenir compte de divers types de mécanismes de bruit dans le monde réel.

L'équipe a augmenté la longueur de la fibre optique de la distance métropolitaine à la distance interurbaine. Il convient de noter que la fibre optique suspendue a été utilisée dans l'expérience. La perte et la stabilité du canal de fibre optique dans l'expérience étaient suffisantes pour correspondre à celles d'une fibre optique souterraine typique déployée de plus de 100 km de long.

Pour augmenter le taux d'événement, les scientifiques ont mis à jour les sources à des sources de paires de photons enchevêtrées à intervalles de temps séquentiels de 1 GHz. En outre, ils ont amélioré le système de compensation de polarisation et de retard. L'ouvrage a été publié en Optique et intitulé "Enchevêtrement échangeant plus de 100 km de fibre optique avec des sources indépendantes de paires de photons enchevêtrés".

La configuration de cette expérience fournit une plate-forme prometteuse pour de nombreux tests fondamentaux à l'avenir. La configuration de l'expérience permet la séparation spatiale entre deux mesures quelconques de distance telles qu'elles sont effectuées dans les expériences, et diverses relations espace-temps peuvent être obtenues en combinant à la fois une fibre optique enroulée et une fibre optique déployée.

Les résultats montrent que la réalisation d'un échange d'intrication entre deux villes est techniquement faisable, même si plus de fibres en suspension sont utilisées.

L'expérience vérifie également la faisabilité de telles technologies pour les réseaux quantiques longue distance et ouvre de nouvelles possibilités d'applications futures dans des environnements plus complexes.

En tant que Hoi-Kwong Lo, rédacteur en chef adjoint de Optique , mentionné, "L'échange d'intrication sur de longues distances est un ingrédient crucial pour les réseaux quantiques en fibre optique. L'article fournit des détails importants sur la synchronisation des sources, la stabilisation de la distance optique, et la polarisation."