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| 量子隱形傳態(tài)在城市光纖網(wǎng)絡中實現(xiàn) |
| 2016-10-28 12:17:28 作者：C114 |
中國科學技術大學潘建偉,、張強等與相關單位合作，在合肥量子城域通信試驗網(wǎng)上首次實現(xiàn)了預先糾纏分發(fā)的獨立量子源之間的量子態(tài)隱形傳輸,，為未來可擴展量子網(wǎng)絡的構建奠定了堅實基礎,。相關結果9月19日在線發(fā)表在英國《自然·光子學》上。 量子隱形傳態(tài)是一種傳遞量子狀態(tài)的重要通信方式,，是可擴展量子網(wǎng)絡和分布式量子計算的基礎,。通俗地講，量子隱形傳態(tài)就是將甲地的某一粒子的量子信息在乙地的另一粒子上還原出來,，被傳輸?shù)奈矬w就像是進行了一場“星際穿越”,。其原理是：遙遠兩地的通信雙方首先分享一對糾纏粒子，其中一方將待傳輸量子態(tài)的粒子(一般與糾纏粒子無關聯(lián))和自己手里的糾纏粒子進行糾纏態(tài)分辨,，然后將分辨的結果告知對方,，對方根據(jù)得到的信息進行相應的量子變換操作。糾纏態(tài)預先分發(fā),、獨立量子源干涉和前置反饋是量子隱形傳態(tài)的三個要素,。在此之前，國際上還沒有任何一個量子隱形傳態(tài)實驗同時滿足上述所有要求,。 潘建偉小組首先與清華大學合作開發(fā)了適合光纖網(wǎng)絡傳輸?shù)臅r間相位糾纏光子源,，然后通過發(fā)展皮秒級的遠程光同步技術和使用光纖布拉格光柵進行窄帶濾波，成功地解決了兩個獨立光子源之間的同步和干涉問題;接著開發(fā)了針對遠距離光纖所造成的延遲和偏振漲落以及實驗系統(tǒng)的穩(wěn)定性等問題的主動反饋系統(tǒng);最后利用中科院上海微系統(tǒng)所開發(fā)的超導納米線單光子探測器,，在合肥量子城域通信網(wǎng)絡的30公里光纖上實現(xiàn)了滿足上述三要素的量子隱形傳態(tài)實驗,。 張強介紹說,，現(xiàn)有的量子保密通信主要是通過量子密鑰對經(jīng)典信息進行加密傳輸,，但隨著技術的發(fā)展,，最終的量子保密通信將會實現(xiàn)量子信息的傳輸，通過光纖網(wǎng)絡進行量子隱形傳態(tài)有望大大提高互聯(lián)網(wǎng)連接的安全性和強度,。另外,，如果有一天量子計算機問世，要進行復雜的量子信息處理,，就需要在城域網(wǎng)中用量子隱形傳態(tài)來傳輸量子信息,。 該實驗得到審稿人的高度評價，稱其“提供了一個符合未來量子通信網(wǎng)絡應用的藍圖”,，“由于量子隱形傳態(tài)在眾多量子通信方案中扮演的重要角色,，這樣的首次實驗驗證將是量子技術發(fā)展過程中的重要里程碑。”《自然·光子學》雜志專門邀請國際量子信息學者弗里德里希·格羅斯?jié)h斯在同期的“新聞視角”欄目撰文,，稱該工作“顯示了在城域尺度上開展量子隱形傳態(tài)在技術上具有可行性,，毋庸置疑，今后許多有趣的量子信息實驗將在此基礎上展開,。” |
