記者從中國科學(xué)技術(shù)學(xué)院據(jù)悉，該校潘建偉教授及其朋友彭承志、陳宇翱、印娟等借助“墨子號”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星，首次實(shí)現(xiàn)了月球上相距1200公里兩個地面站之間的量子態(tài)遠(yuǎn)程傳輸，向建立全球化量子信息處理和量子通訊網(wǎng)路邁出重要一步。相關(guān)成果近日在線發(fā)表于《物理評論快報》。
2012年，潘建偉團(tuán)隊(duì)在國際上首次實(shí)現(xiàn)百公里自由空間量子隱型傳態(tài)。10年過去，團(tuán)隊(duì)成功實(shí)現(xiàn)突破，刷新了1200公里地表量子態(tài)傳輸?shù)男录o(jì)錄。
遠(yuǎn)距離量子態(tài)傳輸一般可以借助量子隱型傳態(tài)來實(shí)現(xiàn)，是建立量子通訊網(wǎng)路的重要實(shí)現(xiàn)途徑之一，也是實(shí)現(xiàn)多種量子信息處理任務(wù)的必要元素。通過遠(yuǎn)距離量子糾纏分發(fā)的輔助，量子態(tài)可通過檢測之后再構(gòu)建的方法完成遠(yuǎn)距離傳輸，傳輸距離在理論上可以是無窮遠(yuǎn)。
但在實(shí)現(xiàn)中，量子糾纏分發(fā)的距離和品質(zhì)會遭到信道耗損、消相干等誘因的影響。怎么不斷突破傳輸距離的限制，仍然是該領(lǐng)域的重要研究目標(biāo)之一。
借助星載糾纏源向遙遠(yuǎn)的兩地先進(jìn)行糾纏分發(fā)，再進(jìn)行量子態(tài)的制備與構(gòu)建，是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離量子態(tài)傳輸?shù)淖羁赡苈窂街弧５?strong>量子隱態(tài)傳輸，因?yàn)榇髿馕闪鞯挠绊懀庾釉诖髿庑诺乐袀鞑ズ螅瑢?shí)現(xiàn)基于量子干涉的量子態(tài)檢測十分困難。
在往年實(shí)驗(yàn)中，量子態(tài)傳輸?shù)闹苽浞蕉际橇孔蛹m纏源的擁有者，難以真正意義上由第三方提供糾纏來實(shí)現(xiàn)先分發(fā)后傳態(tài)的量子態(tài)傳輸。隨著“墨子號”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星的成功發(fā)射，潘建偉團(tuán)隊(duì)首先實(shí)現(xiàn)了千公里的雙站糾纏分發(fā)，“墨子號”平臺為量子通訊實(shí)驗(yàn)提供了寶貴的糾纏分發(fā)資源。
為了解決遠(yuǎn)距離紊流大氣傳輸后的量子光干涉困局，實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)借助光學(xué)一體化粘接技術(shù)實(shí)現(xiàn)了具有超高穩(wěn)定性的光干涉儀，無須主動閉環(huán)即可常年穩(wěn)定。結(jié)合基于雙光子路徑-偏振光混和糾纏態(tài)的量子隱型傳態(tài)方案，在四川拉薩站和伊寧地面站之間完成了遠(yuǎn)程量子態(tài)的傳輸驗(yàn)證，但是在實(shí)驗(yàn)中對六種典型的量子態(tài)進(jìn)行了驗(yàn)證量子隱態(tài)傳輸，傳送保真度均趕超了精典極限。
審稿人覺得：“這個實(shí)驗(yàn)比先前實(shí)驗(yàn)更具挑戰(zhàn)性，克服了重大的技術(shù)挑戰(zhàn)，對未來量子通訊的應(yīng)用具有重要意義。”
