量子网络主要通过光子在不同量子计算节点之间携带并传递量子态，把相距遥远的量子处理器“连成网”。现实实验系统中，由于不同平台的发光/吸收波段差异较大，例如囚禁离子通常在紫外波段发射单光子，固态量子存储器则工作在可见或近红外波段。要实现异构量子节点互联，必须跨波段改变光子的颜色（频率），同时不破坏光子所携带的量子信息。

偏振是最常用的光子量子信息编码自由度之一，因此偏振保持量子频率转换（PPQFC）是异构量子网络中的关键环节。难点在于，紫外到更长波段的跨度很大，常规透镜系统会引入显著色差，导致多波长光难以同时高效耦合到同一波导模场。此外，系统长期运行会发生相位漂移，降低偏振保持的稳定性。

针对上述挑战，中国科学技术大学李传锋、黄运锋、崔金明团队提出并设计了基于Sagnac环路构型，引入离轴抛物面镜完成跨波段消色差波导耦合，实现从369.5 nm（紫外）到580 nm（可见）的偏振保持量子频率转换，并系统表征了器件的偏振保持性能与长期稳定性。相关成果发表在 Chinese Optics Letters 2026年第24卷第2期，论文通讯作者李传锋、黄运锋、崔金明为合肥幺正量子科技有限公司的创始团队成员。

Chinese Optics Letters 2026年第2期Editors’ Pick:

Qingquan Yao, Chenxu Wang, Yuancong Li, Jinming Cui, Yunfeng Huang, Chuanfeng Li, and Guangcan Guo, "Polarization-preserving quantum frequency conversion to VIS via cross-band achromatic UV-NIR waveguide coupling," Chin. Opt. Lett. 24, 021901 (2026)

研究结果表明，该系统在超过10小时的连续运行中，保持97.6%±1.0% 的偏振过程保真度，展现出良好的长期稳定性。该成果提供了离子光子与固态量子存储器的光谱窗口对接可行的工程路径，为异构量子网络量子态传输与纠缠分发提供坚实基础。

图1 消色差波导耦合的Sagnac环路，实现紫外到可见的偏振保持量子频率转换

图2 系统稳定运行10小时，保真度均维持在97%以上

该技术的突破，相当于为离子阱量子计算机装上一个“网络适配器”，让原本囿于紫外波段的离子光子，能够高保真地连接可见光波段的固态量子存储器，打通离子阱平台与异构量子节点之间沟通的“频率壁垒”，为未来大规模可扩展的分布式量子计算网络奠定基础。

下一步，该研究团队将通过一阶准相位匹配、更小模场波导等手段，持续提升量子频率转换效率，展开囚禁离子及固态量子存储器纠缠连接验证，推动相关研究成果向实用化混合量子网络节点转化。

部分内容来源：爱光学公众号