中(zhōng)國科學技術大(dà)學郭光燦院士團隊李傳鋒、柳必恒研究組近期利用6光子系統,實現了高效的高維量子隐形傳态。實驗結果表明,量子幹涉可見度在45小(xiǎo)時内保持在98%,高維量子隐形傳态保真度達59.6%,爲構建高效的高維量子網絡打下(xià)堅實基礎。研究成果日前發表在《物(wù)理評論快報》上。
量子隐形傳态是指利用“量子糾纏”技術,借助衛星網絡、光纖網絡等信道,将量子态所攜帶的量子信息傳輸到遙遠地點,而不用傳送物(wù)質本身,是建立遠距離(lí)量子網絡的關鍵技術之一(yī)。相比二維系統,高維量子網絡具有更高的信道容量、更高的安全性等諸多優點。
爲了實現高維量子通信,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,解決路徑比特相幹性問題,制備出高保真度的三維糾纏态;解決路徑維度擴展問題,實現了32維量子糾纏态;解決路徑自由度傳輸問題,實現了高維量子糾纏态在11公裏光纖中(zhōng)的有效傳輸等。2017年起,他們将目标瞄準高維量子隐形傳态。
理論研究表明,在線性光學體(tǐ)系中(zhōng),必須采用輔助粒子才能實現高維量子隐形傳态。該研究組巧妙地提出糾纏輔助方式,利用log2d-1個輔助糾纏光子對,就可高效實現d維量子隐形傳态,從而解決了資(zī)源消耗問題;利用主動反饋技術實現路徑間的相位鎖定,幹涉可見度在45小(xiǎo)時内保持在98%,從而利用6光子系統實現三維量子隐形傳态。實驗結果表明,量子隐形傳态保真度達59.6%,以7個标準差超過了經典極限值1/3,證實了三維量子隐形傳态過程的量子特性。