地表量子态遠程傳輸首跨千公裏

      5月5日中國科學技(jì)術(shù)大(dà)學再傳佳音(yīn)，該校(xiào)教授潘建偉及其同事彭承志(zhì)、陳宇翺、印娟等利用“墨子号”量子科學實驗衛星在遠距離的量子态傳輸方面取得(de)重要實驗進展：該實驗刷新世界紀錄，首次實現了地球上(shàng)相距1200公裏兩個(gè)地面站(zhàn)之間(jiān)的量子态遠程傳輸，向構建全球化量子信息處理(lǐ)和(hé)量子通(tōng)信網絡邁出重要一步。相關研究成果于4月26日在線發表在國際知名學術(shù)期刊《物理(lǐ)評論快報》上(shàng)。

利用星載糾纏源向遙遠的兩地先進行(xíng)糾纏分發，再進行(xíng)量子态的制(zhì)備與重構，是實現遠距離量子态傳輸的最可(kě)能路徑之一。然而，由于大(dà)氣湍流的影(yǐng)響，光子在大(dà)氣信道(dào)中傳播後，實現基于量子幹涉的量子态測量是非常困難的。在以往的實驗中，量子态傳輸的制(zhì)備方都是量子糾纏源的擁有(yǒu)者，無法真正意義上(shàng)由第三方提供糾纏來(lái)實現先分發後傳态的量子态傳輸。2016年，随着“墨子号”量子科學實驗衛星的成功發射，研究團隊首先實現了千公裏的雙站(zhàn)糾纏分發，“墨子号”平台為(wèi)量子通(tōng)信實驗提供了寶貴的糾纏分發資源。

為(wèi)了克服遠距離湍流大(dà)氣傳輸後的量子光幹涉難題，實驗團隊利用光學一體(tǐ)化粘接技(jì)術(shù)實現了具有(yǒu)超高(gāo)穩定性的光幹涉儀，無需主動閉環即可(kě)長期穩定。利用該技(jì)術(shù)突破，結合基于雙光子路徑-偏振混合糾纏态的量子隐形傳态方案，在相距1200公裏的雲南麗(lì)江站(zhàn)和(hé)德令哈地面站(zhàn)之間(jiān)完成了遠程量子态的傳輸驗證。實驗中對六種典型的量子态進行(xíng)了驗證，傳送保真度均超越了經典極限。此次誕生(shēng)的千公裏距離為(wèi)目前地表量子态傳輸的最新世界紀錄。該工作(zuò)為(wèi)未來(lái)構建全球化的量子信息處理(lǐ)網絡奠定了重要基礎。