中科大將量子隱型傳態搬入城市光纖
日前，中國科學技術學院院長潘建偉、張強等與相關單位合作量子隱態傳輸，在南京量子城域通訊試驗網上首次實現了預先糾纏分發的獨立量子源之間的量子態隱型傳輸，為未來可擴充量子網路的建立奠定了堅實基礎。相關成果9月19日在線發表于《自然—光子學》雜志。
量子隱型傳態是一種傳遞量子狀態的重要通訊方法，是可擴充量子網路和分布式量子估算的基礎。淺顯地講，量子隱型傳態就是將甲地的某一粒子的量子信息在乙地的另一粒子上還原下來，被傳輸的物體如同是進行了一場“星際穿越”。糾纏態預先分發、獨立量子源干涉和后置反饋是量子隱型傳態的3個要素。在此之前量子隱態傳輸，國際上還沒有任何一個量子隱型傳態實驗同時滿足上述所有要求。
潘建偉小組首先與復旦學院合作開發了適宜光纖網路傳輸的時間相位糾纏光子源，之后通過發展飛秒級遠程光同步技術和使用光纖克拉科夫光柵進行窄帶檢波，解決了兩個獨立光子源之間的同步和干涉問題；接著開發了針對遠距離光纖引起的延后和偏振光漲落以及實驗系統穩定性等問題的主動反饋系統；最后借助中科院北京微系統所開發的超導納火鍋單光子偵測器，在南京量子城域通訊網路的30公里光纖上實現了滿足上述三要素的量子隱型傳態實驗。
據張強介紹，現有的量子保密通訊主要是通過量子秘鑰對精典信息進行加密傳輸，但隨著技術的發展，最終的量子保密通訊將會實現量子信息的傳輸，通過光纖網路進行量子隱型傳態有望大大增強互聯網聯接的安全性和硬度。另外，若果有三天量子計算機問世，要進行復雜的量子信息處理，就須要在城域網中用量子隱型傳態傳輸量子信息。
審稿人稱其“提供了一個符合未來量子通訊網路應用的新藍圖”“由于量子隱型傳態在諸多量子通訊方案中飾演的重要角色，這樣的首次實驗驗證將是量子技術發展過程中的重要里程碑”。《自然—光子學》雜志專門約請國際量子信息學者弗里德里希·格羅斯漢斯在同期的“新聞視角”欄目撰文，稱該工作“顯示了在城域尺度上舉辦量子隱型傳態在技術上具有可行性，毋庸置疑，今后許多有趣的量子信息實驗將在此基礎上展開”。（來源：中國科學報楊保國黃辛）