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中国科学报丨华东师范大学:构建多通道复用的全光量子隐形传态协议


发布时间:2020-09-12


  华东师范大学物理与电子科学学院精密光谱科学与技术国家重点实验室荆杰泰团队利用光学轨道角动量复用的连续变量纠缠源,在国际上首次成功构建了多通道复用的全光量子隐形传态协议,为发展高容量连续变量量子信息协议奠定了重要的科学基础。该成果近日发表于《自然—通讯》。

  在量子信息科学中,量子隐形传态是最为重要和极具吸引力的协议之一,利用该协议可以实现对未知量子态无实体的高保真异地传输。量子隐形传态的概念自1993年提出以来,受到了全球众多科学家的广泛关注,并在实验和理论方面取得极大的进展。

  在这项研究中,该团队利用原子系综四波混频过程制备了多通道光学轨道角动量复用的连续变量纠缠源,并分发到参与量子隐形传态协议的发送方(Alice)以及接收方(Bob)。Alice利用一个高增益光学参量放大器,把待传输态与其所拥有的量子纠缠资源进行模式匹配的参量放大,并将放大后的光学输出无测量地通过一个全光通道传输给Bob。Bob在收到全光信号之后,利用一个线性光学分束器,将其与自身所拥有的量子纠缠资源进行相干操控,从而实现待传态的高保真复现。研究人员通过利用光学轨道角动量模式对待传态进行编码,实现了九通道量子隐形传态保真度对经典极限的突破,从而实验演示了单一体系中九个量子隐形传态通道的同时构建。

  为了在实验中演示这一全光体系所具有的量子隐形传态并行处理能力,研究人员在输入端用光学轨道角动量同时编码了两个模式独立且正交的待传态,利用构建的全光量子隐形传态体系,在输出端实现了这两个待传态突破经典极限的高保真复现,展示了该体系在信息容量提升方面的独特优势。

  相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41467-020-17616-4


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记者丨黄辛

来源中国科学报.pdf

编辑丨郑海容

编审丨戴琪



作者: | 信息来源:新闻网 | 浏览次数:58

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