重大突破!中国科学家实现地星间量子隐形传态-1.jpg




近日,中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳、刘乃乐等和奥地利维也纳大学塞林格团队共同于国际上首次成功做到高维度量子体系的隐形传态。这是于1997年达成二维量子隐形传态。研究至今,科学家第一次从理论与试验上面将量子隐形传态扩充到任意维数,为复杂量子机制的完好基态传送和长大高效量子网络打下了厚实的科学基础。文章以编辑推荐的方式在8月15日出版直至国际影响力学术期刊《物理评论快报》上。

美国物理学会的Physics杂志等国际性影响力学术及科普媒体对于该工作进行了专题亮点报道。 通过对光子、原子等微观粒子的精确主动操纵,量子信息以一种变革性的手段针对知识开展字符、读取和传送,在信息安全和计算速率等领域可突破经典信息技术的难题。量子通讯是目前为数不多被证实无条件安全性的通信方法,能够精确化解信息安全传送难题。量子测量因为其超快的并行计算能力,预计作为密码研究、大数据处理与材料研发等大规模测量问题获取解决策略。量子隐形传态能利用粒子纠缠将不明的量子态传送到远处目的地,而无须传输物质本身,是远远距离量子通讯与分布式量子测量的主体特性模块。 要纯粹构建复杂量子物理系统的完备态传输,于是把它应用在可拓展的量子信息技术,量子隐形传态需迈向多体、多客户端、少自由度、高维度和远距离。真正的物理体系通常涵盖多个粒子,每个粒子涵盖多种分量,而每个分量又可以有多个维度。致力于此重大目标,潘建伟和同僚展开了多年探索和钻研。

1997年,潘建伟与奥地利的同僚们首次做到了脱离光子偏振态的量子隐形传态的试验证明,该工作之后和伦琴找到X射线、爱因斯坦建立相对论、沃森和克里克发现DNA双螺旋结构等冲击全球的重要科技成果一起荣获了《自然》杂志“百年物理学21篇经典论文”。 2004年,潘建伟小组展示了终端对外开放的量子隐形传态。2006年,该小组做到了两光子复合系统的量子隐形传态。

2015年,团队构建了单光子多自由度的隐形传态。2019年,根据墨子号量子科学实验人造卫星,小组把量子隐形传态的距离推进至千公里量级。 迄今为止,所有的量子隐形传态试验皆适用在量子态的二维子空间。高维量子态的隐形传态用作完备传送一个量子系统的之后一个待克服考验,因为其可行性假说方案和试验技术上的双重艰难,依然悬而未决。 对于高维体系,因为其用以维度的平方项激增的贝尔态数目与逐渐增大的精细纠缠特征,必需拓展出一套全新的合理假说提案。

在试验技术上,高维贝尔态探测需要近似地构建独立光子的高维量子态之间的操纵逻辑门,这亦是量子信息技术的无人区。应对这个关键问题需概念和试验的同步科技。2014年,潘建伟、陆朝阳等进行多自由度量子隐形传态试验后,随后投入了对于高维度议题的五年的潜心研究。在概念上,该小组首次指出了光子体系中可拓展到特定维度的贝尔态测量和量子隐形传态计划;

在试验上,该小组导入一个额外辅助光子,拓展了高稳定性多通道方向干涉技术,奠定了数十光子多维度彼此相互作用的试验先例,于此基础上实现了高维度量子隐形传态。该试验中验证了三维量子态的全部12个无偏基矢,测定了高维量子隐形传态保真度为75%,以25个估算规范误差超越了经典界限,严格证实了该流程的非经典性及高维特性。


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vooper  好向圈活跃者 | 2019-10-10 00:36:32
看不懂也,好深奥。
cg781025  好向圈新晋 | 2019-10-10 00:37:26
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