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中科大學(xué)者實(shí)現(xiàn)高效的高維量子隱形傳態(tài)

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關(guān)鍵詞:實(shí)現(xiàn)高效的高維量子隱形傳態(tài)

    中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)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)。


    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)取?017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。


    (審核編輯: 小王子)

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