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量子通信领域重大突破:首次实现高维度量子隐形传态!

高维度量子体系隐形传态.png

量子通信领域又一个里程碑出现了。

央视新闻报道,中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳、刘乃乐等和奥地利维也纳大学塞林格小组合作,在国际上首次成功实现高纬度量子体系的隐形传态。

高维度量子隐形传态.png

据悉,该论文以编辑推荐的形式发表在了国际权威学术期刊《物理评论快报》上。

相信很多人对量子隐形传态尚不了解,它实际上是量子通信的一种形式。

量子通信是目前唯一被证明无条件安全的全新通讯方式,其最大特征就是安全,因此业内普遍认为量子通信可以有效解决信息安全传输问题。

量子隐形传态最大特征是能够借助量子纠缠这一特征,将未知的量子态传输到遥远地点,而不用传送物质本身,是远距离量子通信和分布式量子计算的核心功能单元。

量子隐形传态是量子通信中最简单的一种,因此量子隐形传态实验是实现全球量子通信网络的可行性的前提研究。

在量子隐形传态的研究进程中,中国科学家做出了不小的贡献。

1997年,奥地利Zeilinger小组首次完成量子隐形传态的原理性实验验证,成为量子信息实验领域的经典之作;

2006年,中国科学技术大学潘建伟院士团队实现了两光子复合系统的量子隐形传态;

2009年,中国科学技术大学-清华大学联合研究小组成功实现了世界上最远距离的量子银川太,为未来基于卫星中继的全球化量子通信网奠定了可靠基础;

2015年,中国科学技术大学潘建伟院士及其同事陆朝阳、刘乃乐等组成的研究小组在国际上首次成功实现多自由度量子体系的隐形传态。

值得一提的是,一直以来,所有的量子隐形传态实验都局限于量子态的二维子空间,高维量子态的隐形传态面临着可行性理论方案和实验技术上的双重困难。

在可行性理论方案上,对于高维体系,由于其以维度的平方项增多的贝尔态数量和随之增加的复杂纠缠特性,必须发展出一套全新的可行理论方案;

在实验技术上,高维贝尔态测量需要等效地实现独立光子的高维量子态之间的控制逻辑门,这也是量子信息技术的“无人区”。

此次高纬度量子体系的隐形传态的实现对于量子通信领域来说,无疑是一个巨大的突破。随着5G的到来,人们对于通信安全的需求会越来越高,有着安全性特征的量子通信将会发挥更加重要的作用。

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