創(chuàng)新！中外科學(xué)家合作實現(xiàn)高維度量子隱形傳態(tài)

記者從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校潘建偉小組與奧地利維也納大學(xué)塞林格小組合作，在國際上首次成功實現(xiàn)高維度量子體系的隱形傳態(tài)。這是自1997年實現(xiàn)二維量子隱形傳態(tài)實驗以來，科學(xué)家第一次在理論和實驗上把量子隱形傳態(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)奠定了堅實的科學(xué)基礎(chǔ)。研究論文以編輯推薦的形式于近日發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊《物理評論快報》上。

量子隱形傳態(tài)能夠借助量子糾纏將未知的量子態(tài)傳輸?shù)竭b遠(yuǎn)地點(diǎn)，而不用傳送物質(zhì)本身，是遠(yuǎn)距離量子通信和分布式量子計算的核心功能單元。迄今為止，所有的量子隱形傳態(tài)實驗都局限于量子態(tài)的二維子空間。高維量子態(tài)的隱形傳態(tài)作為完整傳輸一個量子系統(tǒng)的最后一個待解決挑戰(zhàn)，由于其可行性理論方案和實驗技術(shù)上的雙重困難，一直懸而未決，這也是量子信息技術(shù)的無人區(qū)。

解決這個關(guān)鍵問題需要理論和實驗的同步創(chuàng)新。在理論上，科研人員首次提出了光子體系中可擴(kuò)展至任意維度的貝爾態(tài)測量和量子隱形傳態(tài)方案;在實驗上，他們引入一個額外輔助光子，發(fā)展了高穩(wěn)定性多通道路徑干涉技術(shù)，開創(chuàng)了多光子多維度相互作用的實驗先河，在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)了高維度量子隱形傳態(tài)。該實驗中測試了三維量子態(tài)的全部12個無偏基矢，測量了高維量子隱形傳態(tài)保真度為75%，以25個統(tǒng)計標(biāo)準(zhǔn)偏差超出了經(jīng)典界限，嚴(yán)格證明了該過程的非經(jīng)典性以及高維特性。

美國物理學(xué)會《物理》雜志指出：“這首次實現(xiàn)三維量子態(tài)隱形傳態(tài)實驗為傳輸粒子的完整量子態(tài)鋪平了道路。”(記者吳長鋒)

關(guān)鍵詞： 量子隱形傳態(tài)