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中國科學家實現多自由度量子體系的隱形傳態

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  中新社合肥3月5日電 (記者 吳蘭)記者5日從中科大獲悉,該校科研人員在量子領域研究又獲重要進展,在國際上首次成功實現多自由度量子體系的隱形傳態,這是自1997年國際上首次實現單一自由度量子隱形傳態以來,科學家們經過18年努力在量子信息實驗研究領域取得的又一重大突破,為發展可擴展的量子計算和量子網絡技術奠定了堅實的基礎。

  據介紹,國際權威學術期刊《自然》雜志最新一期以封面標題的形式發表了這一最新研究成果。

  量子隱形傳態在概念上非常類似于科幻小說中的“星際旅行”,可以利用量子糾纏把量子態傳輸到遙遠地點,而無需傳輸載體本身。量子隱形傳態作為量子信息處理的基本單元,在量子通信和量子計算網絡中發揮著至關重要的作用。1997年,國際上首次報道了單一自由度量子隱形傳態的實驗驗證,該工作隨后與倫琴發現X射線、愛因斯坦建立相對論、沃森和克里克發現DNA雙螺旋結構等影響世界的重大科技成果一起入選了《自然》雜志“百年物理學21篇經典論文”。

  此后,作為國際學術界量子信息實驗領域的重要研究熱點,然而以往所有的實驗實現都存在著一個根本的局限。多自由度的量子隱形傳態作為發展可拓展量子計算和量子網絡技術的必經途徑,成為近二十年來量子信息基礎研究領域的一個巨大挑戰。

  中科大潘建偉院士及其同事陸朝陽、劉乃樂等組成的研究小組,選取單光子自旋和軌道角動量作為研究對象,經過多年艱苦努力,研究人員成功制備了國際上最高亮度的自旋-軌道角動量超糾纏源、高效率的軌道角動量測量器件,突破了以往國際上只能操縱兩光子軌道角動量的局限,搭建了6光子11量子比特的自旋-軌道角動量糾纏實驗平臺,成功實現了多自由度量子體系的隱形傳態。

  該實驗成果得到了《自然》雜志審稿人的高度評價,稱贊該工作“絕對新穎、重要,處于當前量子光學和量子信息領域的最前沿,可以認為是一個偉大的成就”、“在1997年單個自由度量子隱形傳態實驗實現的18年之后,這個工作從基本概念上將量子隱形傳態提升到了一個新的水平”。

  國際知名量子光學專家WolfgangTittel教授認為,“該實驗實現為理解和展示量子物理的一個最深遠和最令人費解的預言邁出了重要的一步,并可以作為未來量子網絡的一個強大的基本單元”。(完)

中國科學家實現多自由度量子體系的隱形傳態

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