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中奥科学家首次实现高维度量子“隐形传态”

新华社合肥8月19日电(记者徐海涛)量子隐形传态是实现实用量子通信和量子计算的核心技术之一。 近日,中国科技大学的潘建伟、卢朝阳、刘乃乐等人与奥地利维也纳大学的安东塞林格(Anton Salinger)团队合作,在世界上首次成功实现高维度量子系统的隐形转移,为复杂量子系统的传输和高效量子网络的发展奠定了科学基础。 国际权威学术期刊《物理评论快报》最近公布了这一结果

量子信息通过操纵光子和原子等微观粒子,以革命性的方式编码、存储和传输信息,从而突破了传统信息技术的瓶颈 其中,量子通信可以解决信息的安全传输问题,量子计算可以实现超快速并行计算能力。

量子隐形传态(Quantum transport)是指利用量子的纠缠性质将未知的量子态隐形传到遥远的地方,而不传输物质本身,从而成为远程量子通信和分布式量子计算的核心功能单元

现实中的物理系统通常包括多个粒子,每个粒子包含多个自由度,并且每个自由度可以具有多个维度 1997年,潘建伟和奥地利科学家合作首次实现了独立光子偏振态量子隐形传态的实验验证。随着伦琴发现x光和爱因斯坦建立相对论等重要成就,该研究论文被《自然》杂志评选为“百年物理学21篇经典论文”。 2017年,潘建伟团队以墨子量子卫星为基础,将量子隐形传态的距离推进到几千公里左右。

但长期以来,量子隐形传态实验一直局限于二维量子态空 为了完全传输量子系统,必须实现高维量子态的隐形传输。 最近,基于过去五年的艰苦研究,潘建伟的团队首次在理论上提出了贝尔态测量和量子隐形传态的方案,可以扩展到光子系统的任何维度。在实验中,他们引入了额外的辅助光子,开发了高稳定性多通道路径干涉技术,开创了多光子多维相互作用实验。在此基础上,实现了高维度量隐形传态

《物理评论快报》审查员认为这是量子通信领域的一个里程碑。"解决这一挑战将开启量子技术令人兴奋的新应用." 美国物理学会《物理》杂志称,这为粒子完整量子态的传输铺平了道路。