經過多年研究攻關,我國科學家日前在國際上首次成功實現高維度量子體系的隱形傳態(tài),為發(fā)展高效量子網絡奠定了堅實的科學基礎。近日,國際權威學術期刊《物理評論快報》發(fā)表了這一最新研究成果,并稱其是“量子通信領域的一個里程碑”。中國科學院院士、中國科學技術大學教授潘建偉介紹,量子隱形傳態(tài),是一種全新的通信方式,類似于科幻電影中的星際穿越。它能借助量子糾纏這一特性,將未知的量子態(tài)傳輸到遙遠地點,而不用傳送物質本身,是遠距離量子通信和分布式量子計算的核心功能單元。
在自然世界中,真實的物理體系往往包括多個粒子,每個粒子包含多種自由度,而每個自由度又可以有多個維度。要真正實現復雜量子物理系統(tǒng)的完整態(tài)傳輸,并把它應用于可擴展的量子信息技術,量子隱形傳態(tài)就需要走向多體、多終端、多自由度、高維度和遠距離。
1997年,國際上首次報道了單一自由度量子隱形傳態(tài)的實驗驗證,入選了“百年物理學21篇經典論文”;2006年,中國科學技術大學潘建偉院士團隊實現了兩光子復合系統(tǒng)的量子隱形傳態(tài);2015年,該研究團隊首次在世界上成功實現了單光子多自由度的隱形傳態(tài)。
在理論創(chuàng)新的基礎上,潘建偉研究團隊發(fā)展高穩(wěn)定性多通道路徑干涉技術,開創(chuàng)了多光子多維度相互作用的實驗先河,成功實現了高維度量子隱形傳態(tài),并嚴格證明了該過程的非經典性以及高維特性。
美國物理學會等發(fā)表評論稱,這一成果為傳輸粒子的完整量子態(tài)鋪平了道路,也為發(fā)展可擴展的量子計算和量子網絡技術奠定了堅實的科學基礎。