經(jīng)過多年研究攻關(guān),我國科學(xué)家日前在國際上首次成功實(shí)現(xiàn)高維度量子體系的隱形傳態(tài),為發(fā)展高效量子網(wǎng)絡(luò)奠定了堅(jiān)實(shí)的科學(xué)基礎(chǔ)。近日,國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《物理評(píng)論快報(bào)》發(fā)表了這一最新研究成果,并稱其是“量子通信領(lǐng)域的一個(gè)里程碑”。
中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授潘建偉介紹,量子隱形傳態(tài),是一種全新的通信方式,類似于科幻電影中的星際穿越。它能借助量子糾纏這一特性,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(jì)算的核心功能單元。
在自然世界中,真實(shí)的物理體系往往包括多個(gè)粒子,每個(gè)粒子包含多種自由度,而每個(gè)自由度又可以有多個(gè)維度。要真正實(shí)現(xiàn)復(fù)雜量子物理系統(tǒng)的完整態(tài)傳輸,并把它應(yīng)用于可擴(kuò)展的量子信息技術(shù),量子隱形傳態(tài)就需要走向多體、多終端、多自由度、高維度和遠(yuǎn)距離。
1997年,國際上首次報(bào)道了單一自由度量子隱形傳態(tài)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,入選了“百年物理學(xué)21篇經(jīng)典論文”;2006年,中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉院士團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了兩光子復(fù)合系統(tǒng)的量子隱形傳態(tài);2015年,該研究團(tuán)隊(duì)首次在世界上成功實(shí)現(xiàn)了單光子多自由度的隱形傳態(tài)。
在理論創(chuàng)新的基礎(chǔ)上,潘建偉研究團(tuán)隊(duì)發(fā)展高穩(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(shí)驗(yàn)先河,成功實(shí)現(xiàn)了高維度量子隱形傳態(tài),并嚴(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(huì)等發(fā)表評(píng)論稱,這一成果為傳輸粒子的完整量子態(tài)鋪平了道路,也為發(fā)展可擴(kuò)展的量子計(jì)算和量子網(wǎng)絡(luò)技術(shù)奠定了堅(jiān)實(shí)的科學(xué)基礎(chǔ)。
責(zé)任編輯:林晗枝
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