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【合肥日报】我国量子信息实验研究取得重大突破,首次实现多自由度量子体系隐形传态

时间:2015-03-09 02:22:21 来源:合肥晚报|
  合肥日报讯 记者昨日从中科大获悉,该校潘建伟院士及其同事陆朝阳、刘乃乐等组成的研究小组在世界范围内首次成功实现多自由度量子体系的隐形传态。2月26日,国际权威学术期刊《自然》杂志以封面标题的形式发表了这一研究成果。这是自1997年国际上首次实现单一自由度量子隐形传态以来,科学家们经过18年努力在量子信息实验研究领域取得的又一重大突破,为发展可扩展的量子计算和量子网络技术奠定了坚实的基础。

  量子隐形传态在概念上非常类似于科幻小说中的“星际穿越”,可以利用量子纠缠把量子态传输到遥远地点,而无需传输载体本身。量子隐形传态作为量子信息处理的基本单元,在量子通信和量子计算网络中发挥着至关重要的作用。1997年,国际上首次报道了单一自由度量子隐形传态的实验验证,该工作随后与伦琴发现X射线、爱因斯坦建立相对论、沃森和克里克发现DNA双螺旋结构等影响世界的重大科技成果一起入选了《自然》杂志“百年物理学21篇经典论文”。

  通过对光子、原子等微观粒子进行精确的人工操纵,量子信息技术以一种革命性的方式对信息进行编码、存储和传输,在信息安全和运算速度等方面突破经典信息技术的瓶颈。量子通信是迄今为止唯一被严格证明是无条件安全的通信方式,可以从根本上解决国防、金融、政务等领域的信息安全问题;量子计算具有超快的并行计算能力,有望为密码分析、大数据处理和药物设计等大规模计算难题提供解决方案。在量子通信和量子计算技术的基础上,可构架多节点多用户的广域量子网络平台。而实现以上所有这些技术的一个核心单元是多自由度的量子隐形传态。

  在中科院、教育部、科技部和基金委等有关科教主管部门的大力支持下,潘建伟小组面对挑战,选取单光子自旋和轨道角动量作为研究对象,创造性地发展了多项新颖的多粒子多自由度的纠缠操纵技术,巧妙地设计了利用单光子非破坏测量技术实现自旋和轨道角动量多自由度贝尔态测量的新方案。经过多年艰苦努力,研究人员成功制备了国际上最高亮度的自旋—轨道角动量超纠缠源、高效率的轨道角动量测量器件,突破了以往国际上只能操纵两光子轨道角动量的局限,搭建了6光子11量子比特的自旋—轨道角动量纠缠实验平台,成功实现了多自由度量子体系的隐形传态。 (记者 刘标)

  合肥日报2015-3-7http://news.hf365.com/system/2015/03/07/014507528.shtml

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