12月21日消息(余予)高效高維量子隱形傳態(tài)的實(shí)現(xiàn)為構(gòu)建高效高維量子網(wǎng)絡(luò)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
來自中國(guó)科大的消息顯示,中國(guó)科大郭光燦院士團(tuán)隊(duì)李傳鋒、柳必恒研究組利用六光子系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了高效的高維量子隱形傳態(tài),在高維量子通信研究中取得重要進(jìn)展。
據(jù)了解,量子隱形傳態(tài)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年開始采用光子的路徑自由度編碼,解決了路徑比特的相干性問題,制備出了高保真度的三維糾纏態(tài);解決路徑維度擴(kuò)展問題,實(shí)現(xiàn)了32維量子糾纏態(tài);解決路徑自由度的傳輸問題,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?/p>
2017年起,研究組開始了高維量子隱形傳態(tài)的實(shí)驗(yàn)研究。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)。
為實(shí)現(xiàn)高維量子隱形傳態(tài),研究組首先巧妙的提出了糾纏輔助的方式,利用log2d-1個(gè)輔助糾纏光子對(duì)就可以高效的實(shí)現(xiàn)d維量子隱形傳態(tài),從而解決了資源消耗問題;實(shí)驗(yàn)上利用主動(dòng)反饋技術(shù)實(shí)現(xiàn)路徑間的相位鎖定,干涉可見度在45小時(shí)內(nèi)保持在0.98的水平,從而利用六光子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了三維的量子隱形傳態(tài)。研究結(jié)果顯示,量子隱形傳態(tài)保真度達(dá)到0.596,以7個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差超過了經(jīng)典極限值1/3,證實(shí)了三維量子隱形傳態(tài)過程的量子特性。
圖1、糾纏輔助的高維量子隱形傳態(tài)示意圖(中國(guó)科大新聞網(wǎng))
圖2、三維量子隱形傳態(tài)的實(shí)驗(yàn)裝置圖(中國(guó)科大新聞網(wǎng))
據(jù)了解,中國(guó)科大首次實(shí)現(xiàn)高維度量子隱形傳態(tài)是在2019年8月15日,由中國(guó)科大潘建偉、陸朝陽(yáng)、劉乃樂等和奧地利維也納大學(xué)塞林格小組合作,在國(guó)際上首次成功實(shí)現(xiàn)高維度量子體系的隱形傳態(tài)。這是自1997年實(shí)現(xiàn)二維量子隱形傳態(tài)實(shí)驗(yàn)以來,科學(xué)家第一次在理論和實(shí)驗(yàn)上把量子隱形傳態(tài)擴(kuò)展到任意維度,為復(fù)雜量子系統(tǒng)的完整態(tài)傳輸以及發(fā)展高效量子網(wǎng)絡(luò)奠定了堅(jiān)實(shí)的科學(xué)基礎(chǔ)。
當(dāng)時(shí),審稿人指出:“高維量子隱形傳態(tài)是量子通信領(lǐng)域的一個(gè)長(zhǎng)期存在的挑戰(zhàn)”(the demonstration of higher dimensional teleportation has been a long-standing goal in the field of quantum communication);“解決這個(gè)挑戰(zhàn)將開啟量子力學(xué)基礎(chǔ)檢驗(yàn)和量子技術(shù)的激動(dòng)人心的新應(yīng)用”(Solving this outstanding experimental challenge would lead to exciting new applications for quantum technologies and fundamental tests of quantum mechanics);“這是一個(gè)非常英雄式的努力”(a pretty heroic effort);“這明顯是量子通信領(lǐng)域的一個(gè)里程碑”(it is certainly true that the work presented here represents a milestone for the field of quantum communication)。
此外,美國(guó)物理學(xué)會(huì)Physics雜志對(duì)該工作總結(jié)稱,這首次實(shí)現(xiàn)三維量子態(tài)隱形傳態(tài)實(shí)驗(yàn)為傳輸粒子的完整量子態(tài)鋪平了道路。
附:原文鏈接
1.https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.125.230501(2020/12/18)
2.https://journals.aps.org/prl/pdf/10.1103/PhysRevLett.123.070505(2019/8/15)
- Arm發(fā)布芯粒系統(tǒng)架構(gòu)首個(gè)公開規(guī)范,加速芯片技術(shù)演進(jìn)
- 中國(guó)鐵塔擬新購(gòu)一套應(yīng)急無人直升機(jī)空中基站
- 427780臺(tái) 中國(guó)鐵塔啟動(dòng)智能維護(hù)攝像機(jī)產(chǎn)品集中招標(biāo)
- 規(guī)模267904臺(tái) 中國(guó)鐵塔啟動(dòng)2025年自研邊緣網(wǎng)關(guān)合作伙伴招標(biāo)
- 國(guó)家數(shù)據(jù)局聲明:未授權(quán)任何“數(shù)據(jù)要素×”相關(guān)有償活動(dòng)
- 中電興發(fā)2024年度預(yù)計(jì)虧損擴(kuò)大 智慧城市業(yè)務(wù)成拖累
- 中國(guó)電信2025年P(guān)ON設(shè)備擴(kuò)容集采:華為、中興、烽火中標(biāo)
- 業(yè)績(jī)創(chuàng)歷史新高后 瑞芯微副總經(jīng)理陳鋒辭職
- 業(yè)績(jī)創(chuàng)歷史新高后 瑞芯微副總經(jīng)理陳鋒辭職
- 股票可能被終止上市!鵬博士2024年預(yù)計(jì)虧損7.75億元
免責(zé)聲明:本網(wǎng)站內(nèi)容主要來自原創(chuàng)、合作伙伴供稿和第三方自媒體作者投稿,凡在本網(wǎng)站出現(xiàn)的信息,均僅供參考。本網(wǎng)站將盡力確保所提供信息的準(zhǔn)確性及可靠性,但不保證有關(guān)資料的準(zhǔn)確性及可靠性,讀者在使用前請(qǐng)進(jìn)一步核實(shí),并對(duì)任何自主決定的行為負(fù)責(zé)。本網(wǎng)站對(duì)有關(guān)資料所引致的錯(cuò)誤、不確或遺漏,概不負(fù)任何法律責(zé)任。任何單位或個(gè)人認(rèn)為本網(wǎng)站中的網(wǎng)頁(yè)或鏈接內(nèi)容可能涉嫌侵犯其知識(shí)產(chǎn)權(quán)或存在不實(shí)內(nèi)容時(shí),應(yīng)及時(shí)向本網(wǎng)站提出書面權(quán)利通知或不實(shí)情況說明,并提供身份證明、權(quán)屬證明及詳細(xì)侵權(quán)或不實(shí)情況證明。本網(wǎng)站在收到上述法律文件后,將會(huì)依法盡快聯(lián)系相關(guān)文章源頭核實(shí),溝通刪除相關(guān)內(nèi)容或斷開相關(guān)鏈接。