我们的科学家实现高效的高维量子隐形传态

记者从中国科学技术大学了解到，中国科学技术大学的李传锋院士和刘院士近日利用6光子系统实现了高维量子的高效隐形传态。实验结果表明，45小时内量子干涉的可见度保持在98%，高维量子隐形传态的保真度达到59.6%，为构建高效的高维量子网络奠定了坚实的基础。研究结果最近发表在《物理评论快报》。

量子隐形传态是指利用“量子纠缠”技术，借助卫星网络、光纤网络等通道，将量子态携带的量子信息传输到遥远的地方，而不传输物质本身，是建立长距离量子网络的关键技术之一。与二维系统相比，高维量子网络具有信道容量大、安全性高等优点。

为了实现高维量子通信，李传峰、刘等人于2016年开始使用光子路径自由编码解决路径位相干问题，制备高保真三维纠缠态；解决路径维数扩展问题，实现32维量子纠缠态；解决了路径自由传输问题，实现了高维量子纠缠态在11 km光纤中的高效传输。从2017年开始，他们将瞄准高维量子的隐形传态。

理论研究表明，在线性光学系统中，必须使用辅助粒子来实现高维量子隐形传态。课题组巧妙地提出了纠缠辅助模式，利用log2d-1辅助纠缠光子对，可以高效实现d维量子隐形传态，从而解决了资源消耗问题；利用主动反馈技术实现路径间的锁相，45小时内干涉可见度保持在98%，从而利用6光子系统实现三维量子隐形传态。实验结果表明，量子隐形传态的保真度达到59.6%，以7个标准差超过经典极限的1/3，从而证实了三维量子隐形传态过程的量子特性。