量子隐形传态被提高到赫兹速率

发布时间：2023-07-31 13:24:55 所属栏目：动态来源：

导读：a、传送系统的鸟瞰图。爱丽丝“A”位于网络交换室，鲍勃“B”和查理“C”位于两个独立的实验室。连接三个节点的所有光纤都属于东电骨干网。在实验中，只有爱丽丝、鲍勃和查理产生的信

a、传送系统的鸟瞰图。爱丽丝“A”位于网络交换室，鲍勃“B”和查理“C”位于两个独立的实验室。连接三个节点的所有光纤都属于东电骨干网。在实验中，只有爱丽丝、鲍勃和查理产生的信号通过这些“暗”纤维传输。b、传送系统方案。爱丽丝用弱相干单光子源准备初始状态，并通过量子通道发送给查理。Bob的纠缠源产生一对纠缠光子，然后通过另一个量子通道将空闲光子发送给Charlie，信号光子存储在光纤线轴中。Charlie在Alice和Bob发送的量子比特之间实现了一个联合贝尔态测量(BSM)，将它们投射到四个贝尔态中的一个。然后BSM结果通过经典信道发送给Bob,Bob对信号光子进行酉变换以恢复初始状态。

量子隐形传态是利用量子纠缠和经典通信将量子信息传输到远程位置。从桌面环境的实验到现实世界的演示，它已经成功的实现了无穷远的量子光的一百多种的独立光子的成千上万次的不同非常高的速率。

中国电子科技大学郭广灿教授和周强教授领导的科学家团队与中国科学院上海微系统与信息技术研究所游立星教授合作，在“电子科技大学第一城域量子互联网”的基础上，首次将隐形传态速率提高到每秒7.1量子比特。

“在实验室之外演示高速量子隐形状态涉及一系列挑战。这项实验展示了如何克服这些挑战，因此它为未来的量子互联网建立了一个重要的里程碑，”这项工作的通讯作者周强教授说。

实际量子隐形传态系统的主要实验挑战是贝尔态测量(BSM)。为了保证量子隐形传输的成功，提高BSM的效率，Alice和Bob的光子需要在经过光纤长距离传输后，在Charlie的位置上无法区分。该团队开发了一个完全运行的反馈系统，实现了光子路径长度差和偏振的快速稳定。

这种基于量子光学的高速量子隐形状态需要最灵敏的光子传感器来收集尽可能多的事件。由尤立兴教授领导的团队和光子科技有限公司的同事们为实验提供了高性能的超导纳米线单光子探测器。利用这种效率高、几乎无噪声的探测器，实现了高效的BSM和量子态分析。

通过运用量子的断层成像以及陷阱状态的处理方式来计算保密性，这个小组成功地证明了超高速区域内的量子隐秘传输现已经达到实用化。

“电子科技大学第一城域量子互联网”未来将通过集成量子光源、量子中继器和量子信息节点的结合，形成“高速、高保真、多用户、远距离”的量子互联网基础设施。该研究团队还乐观地预测，该建筑物的基础设施将进一步促进全球量子互联网的实际应用。

（编辑：汽车网）

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