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潘建伟的团队首次实现了高维量子隐形传输。

????最近,中国科技大学潘建伟、卢朝阳、刘娜乐和奥地利维也纳大学塞林格集团合作,首次在世界范围内成功实现了高维量子系统的隐形传输。这是自1997进行二维量子隐形传态实验以来,科学家首次从理论上和实验上将量子隐形传态扩展到任何维度,为复夸克的完整态传输奠定了坚实的科学基础。NTUM系统与高效量子网络的发展。该论文于8月15日以编辑推荐的形式发表在国际权威学术期刊《物理评论快报》上。一些国际权威的学术和科普媒体,如美国物理学会的《物理杂志》,对这项工作做了特别的强调。

????量子通信是唯一被证明无条件安全的通信方式,能有效地解决信息安全传输问题。为了真正实现复杂量子物理系统的全状态传输,并将其应用于可扩展的量子信息技术,量子隐形传输需要向多体、多终端、多自由度、高维、长距离的方向发展。真实的物理系统通常包含许多粒子,每个粒子包含许多自由度,每个自由度可以有许多维度。潘建伟和他的同事们围绕这一重要目标进行了长期的探索和培养。

????1997年,潘建伟和他的奥地利同事完成了第一次独立光子偏振态量子隐形传输的实验验证。这项工作随后被选入《自然》杂志,以及伦琴发现X射线、爱因斯坦建立相对论、沃森和克里克发现DNA双螺旋结构的重要科技成果,这些都影响了世界。”上世纪物理学经典论文21篇”。

????2004年,潘建伟的团队演示了开放终端的量子隐形传输。2006年,研究小组在双光子复合系统中实现了量子隐形传输。2015年,该团队实现了单光子、多自由度的远程传输。2017年,基于墨子量子科学实验卫星,团队将量子隐形传输的距离推到了1000公里左右。

????到目前为止,所有的量子隐形传输实验都局限于量子态的二维子空间。高维量子态的隐形传输是量子系统完整传输所面临的最后一个挑战,由于可行性理论和实验技术上的双重困难,一直悬而未决。

????对于高维系统,由于具有平方维项的钟态数目的增加和复杂纠缠特性的增加,必须提出一种新的可行的理论方案。在实验技术中,高维钟态的测量需要独立光子高维量子态之间控制逻辑门的等效实现,这也是量子信息技术的无人控制领域。

????解决这一关键问题,需要理论和实验的同步创新。2014年,潘建伟和卢朝阳完成了多自由度度量次隐形隐形隐形隐形传态实验,并致力于高维主题的五年研究。理论上,研究小组首先提出了钟态测量和量子隐形传输方案,这些方案可以扩展到光子系统中的任意尺寸。在实验中,该团队引入了一个附加的辅助光子,开发了一种高度稳定的多通道路径干涉测量技术,开创了多光子多维相互作用的实验先河。在此基础上,实现了高维量子隐形传态。

????本实验测试了所有12个三维量子态的无偏基矢量。高维量子隐形传输的保真度为75%。25个统计标准偏差超过了经典限值。严格证明了该工艺的非经典性和高维性。

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