中奥学者首次实现高保真度32维量子胶葛态

 
 
中奥学者首次实现高保真度32维量子胶葛态  
 

新华社合肥9月5日电（记者徐海涛）记者从中国科学技能大学获悉，该校郭光灿院士团队近期在高维量子通信研究中取得重要希望，团队中的李传锋、柳必恒研究组与奧地利科学院马库斯·胡贝尔传授研究组相助，首次实现了高保真度的32维量子胶葛态。

对比0和1的2维系统，高维量子胶葛态在信道容量上有着庞大优势。然而要实现这一优势，必需要实现高保真度高维量子胶葛态的制备、传输与丈量。此前人们遍及回收轨道角动量、时间或频率自由度举办编码，但还没能很好地办理高维量子胶葛态的制备、传输与丈量问题。

李传锋、柳必恒等人另辟门路，2016年以往返收光子的路径自由度编码并取得一系列前沿打破。好比近期回收商用多芯光纤办理高维胶葛的传输问题，实现了4维量子胶葛态在11公里光纤中的有效传输。

但跟着维度数的增加，量子系统的巨大度及操控与丈量难度都急剧提高。“1个比特可以携带2维信息，5个比特就可以携带2的5次方——也就是32维的信息。信道的容量暴增，但信息精确率却更难担保了，失真率大大增加。”李传锋说。

为办理这些问题，近期李传锋、柳必恒研究组在尝试上设计出紧凑的光学分束器来实现分束与合束，并回收空间光调制器准确地对每一束光举办强度和相位调制。他们与奧地利科学院马库斯·胡贝尔传授研究组相助，理论上给出了一种高效的高维胶葛态认证要领。对付一个32维的胶葛态，完整的量子态层析技能需要举办100万次丈量才气确定量子态的信息，这种新要领只需要1000次丈量即可完成。

通过尝试，研究组实现了32维的量子胶葛态，并测定其保真度为0.933。在保持高保真度的环境下，缔造了量子胶葛态的维度数新世界记载。国际知名学术期刊《物理评论快报》日前颁发了该成就。

李传锋先容，这个研究希望显著提高了量子通信的信道容量，同时为研究高维系统下的量子物理根基问题打下重要基本。

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