我國(guó)科學(xué)家實(shí)現(xiàn)高效的高維量子隱形傳態(tài)
【我國(guó)科學(xué)家實(shí)現(xiàn)高效的高維量子隱形傳態(tài)】
采訪(fǎng)人員從中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉， 該校郭光燦院士團(tuán)隊(duì)李傳鋒、柳必恒研究組近期利用6光子系統(tǒng)， 實(shí)現(xiàn)了高效的高維量子隱形傳態(tài) 。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明， 量子干涉可見(jiàn)度在45小時(shí)內(nèi)保持在98%， 高維量子隱形傳態(tài)保真度達(dá)59.6%， 為構(gòu)建高效的高維量子網(wǎng)絡(luò)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ) 。 研究成果日前發(fā)表在《物理評(píng)論快報(bào)》上 。
量子隱形傳態(tài)是指利用“量子糾纏”技術(shù)， 借助衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)、光纖網(wǎng)絡(luò)等信道， 將量子態(tài)所攜帶的量子信息傳輸?shù)竭b遠(yuǎn)地點(diǎn)， 而不用傳送物質(zhì)本身， 是建立遠(yuǎn)距離量子網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)之一 。 相比二維系統(tǒng)， 高維量子網(wǎng)絡(luò)具有更高的信道容量、更高的安全性等諸多優(yōu)點(diǎn) 。
為了實(shí)現(xiàn)高維量子通信， 李傳鋒、柳必恒等人從2016年開(kāi)始采用光子的路徑自由度編碼， 解決路徑比特相干性問(wèn)題， 制備出高保真度的三維糾纏態(tài)；解決路徑維度擴(kuò)展問(wèn)題， 實(shí)現(xiàn)了32維量子糾纏態(tài)；解決路徑自由度傳輸問(wèn)題， 實(shí)現(xiàn)了高維量子糾纏態(tài)在11公里光纖中的有效傳輸?shù)?。 2017年起， 他們將目標(biāo)瞄準(zhǔn)高維量子隱形傳態(tài) 。
理論研究表明， 在線(xiàn)性光學(xué)體系中， 必須采用輔助粒子才能實(shí)現(xiàn)高維量子隱形傳態(tài) 。 該研究組巧妙地提出糾纏輔助方式， 利用log2d-1個(gè)輔助糾纏光子對(duì)， 就可高效實(shí)現(xiàn)d維量子隱形傳態(tài)， 從而解決了資源消耗問(wèn)題；利用主動(dòng)反饋技術(shù)實(shí)現(xiàn)路徑間的相位鎖定， 干涉可見(jiàn)度在45小時(shí)內(nèi)保持在98%， 從而利用6光子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)三維量子隱形傳態(tài) 。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明， 量子隱形傳態(tài)保真度達(dá)59.6%， 以7個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差超過(guò)了經(jīng)典極限值1/3， 證實(shí)了三維量子隱形傳態(tài)過(guò)程的量子特性 。
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