量子隱形傳態是指利用“量子糾纏”技術,藉助衛星網路、光纖網路等通道,將量子態所攜帶的量子資訊傳輸到遙遠地點,而不用傳送物質本身,是建立遠距離量子網路的關鍵技術之一。相比二維繫統,高維量子網路具有更高的通道容量、更高的安全性等諸多優點。
為了實現高維量子通訊,李傳鋒、柳必恆等人從2016年開始採用光子的路徑自由度編碼,解決路徑位元相干性問題,製備出高保真度的三維糾纏態;解決路徑維度擴充套件問題,實現了32維量子糾纏態;解決路徑自由度傳輸問題,實現了高維量子糾纏態在11公里光纖中的有效傳輸等。2017年起,他們將目標瞄準高維量子隱形傳態。
理論研究表明,線上性光學體系中,必須採用輔助粒子才能實現高維量子隱形傳態。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維量子隱形傳態,從而解決了資源消耗問題;利用主動反饋技術實現路徑間的相位鎖定,干涉可見度在45小時內保持在98%,從而利用6光子系統實現三維量子隱形傳態。實驗結果表明,量子隱形傳態保真度達59.6%,以7個標準差超過了經典極限值1/3,證實了三維量子隱形傳態過程的量子特性。(通訊員 桂運安 記者 汪喬)
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