提升6000多倍!我國科學家首次實現11公裡遠距離量子糾纏純化

2021-01-15 中國青年報

近日，中國科學技術大學郭光燦院士團隊與南京郵電大學合作，在量子通信和量子網絡的研究中取得重要進展。科研團隊利用高品質的超糾纏源，首次實現了11公裡的遠距離量子糾纏純化，純化效率比此前國際最好水平提升了6000多倍。該成果日前在國際學術期刊《物理評論快報》發表。

量子中繼是在噪聲信道中實現長距離量子通信的重要途徑，而量子糾纏純化是量子中繼中的關鍵操作，利用量子糾纏純化操作可以從兩份糾纏度較低的糾纏態中提煉出一份糾纏度較高的糾纏態。此前的糾纏純化協議都是利用兩對低糾纏度的光子對實現，而研究組與合作者提出僅需一對超糾纏光子對的糾纏純化方案。

實驗中，科研團隊製備出偏振和路徑分別處於糾纏態的超糾纏光子對，並在11公裡長的多芯光纖裡進行糾纏分發，然後進行量子糾纏純化操作。實驗結果表明，分發後的偏振糾纏和路徑糾纏初始保真度均為約0.665時，純化得到的糾纏態的保真度可以提升到0.774，而初始保真度均為約0.771時，純化後的保真度則可提升到0.887。科研團隊還首次將糾纏純化用於量子密鑰分發，純化前糾纏態的糾纏度太低，產生的有效密鑰率為0，而經過純化後，有效密鑰率則提升到0.371。此外，由於只需要使用一對超糾纏光子對，該方案的純化效率（每秒大約輸出400對）比此前國際上的最好水平提升了6000多倍。

該成果邁出了糾纏純化從實驗室平臺到遠距離的關鍵一步，同時大幅提升了糾纏純化效率，為將來實現高效率的量子中繼提供了有力的技術保障。

來源：央視新聞客戶端

相關焦點

  • 我國首次實現遠距離量子糾纏純化,效率比國際提升6000多倍
    據《科技日報》1月13日報導，記者12日從中國科學技術大學獲悉，該校郭光燦院士團隊在量子通信和量子網絡研究中取得重要進展：該團隊李傳鋒、柳必恆研究組與南京郵電大學盛宇波等人合作，利用高品質的超糾纏源，首次實現了11公裡的遠距離量子糾纏純化，純化效率比此前國際最好水平提升了6000多倍。研究成果已於近日發表在國際知名期刊《物理評論快報》上。
  • 我國科學家實現11公裡遠距離量子糾纏純化
    中國科學技術大學郭光燦院士團隊李傳鋒、柳必恆研究組與南京郵電大學盛宇波等人合作，利用高品質的超糾纏源，首次實現11公裡遠距離量子糾纏純化，純化效率比此前國際最高水平提升6000多倍。該成果日前發表於《物理評論快報》。
  • 中國科學家實現11公裡量子糾纏純化 效率提升6000多倍
    中新社合肥1月12日電 (記者 吳蘭)記者12日從中國科學技術大學獲悉，該校郭光燦院士團隊李傳鋒、柳必恆研究組與合作者首次實現11公裡遠距離量子糾纏純化，純化效率比此前國際最好水平提升6000多倍。
  • 中國科學家實現11公裡遠距離量子糾纏純化
    央廣網合肥1月12日消息（記者劉軍 通訊員桂運安）記者12日從中國科學技術大學獲悉，該校郭光燦院士團隊李傳鋒、柳必恆研究組與南京郵電大學盛宇波等人合作，利用高品質的超糾纏源，首次實現11公裡遠距離量子糾纏純化，純化效率比此前國際最好水平提升6000多倍。該成果日前發表於《物理評論快報》。
  • 我國科學家首次實現遠距離量子糾纏純化 研究成果已發表在國際知名...
    記者12日從中國科學技術大學獲悉，該校郭光燦院士團隊在量子通信和量子網絡研究中取得重要進展：該團隊李傳鋒、柳必恆研究組與南京郵電大學盛宇波等人合作，利用高品質的超糾纏源，首次實現了11公裡的遠距離量子糾纏純化，純化效率比此前國際最好水平提升了6000多倍。研究成果已於近日發表在國際知名期刊《物理評論快報》上。
  • 「中安在線」中科大科學家實現11公裡遠距離量子糾纏純化
    記者1月12日從中科大獲悉，中國科學技術大學郭光燦院士團隊李傳鋒、柳必恆研究組與南京郵電大學盛宇波等人合作，利用高品質的超糾纏源，首次實現11公裡遠距離量子糾纏純化，純化效率比此前國際最好水平提升6000多倍。該成果日前發表於《物理評論快報》。
  • 「合肥日報」中國科大實現11公裡遠距離量子糾纏純化
    記者從中國科大獲悉，近日，該校郭光燦院士團隊李傳鋒、柳必恆研究組與南京郵電大學盛宇波等人合作，利用高品質的超糾纏源，首次實現11公裡遠距離量子糾纏純化，純化效率比此前國際最好水平提升6000多倍。量子中繼是在噪聲信道中實現長距離量子通信的重要途徑，而量子糾纏純化是量子中繼中的關鍵操作，利用量子糾纏純化操作可以從兩份糾纏度較低的糾纏態中提煉出一份糾纏度較高的糾纏態。此前的糾纏純化協議都是利用兩對低糾纏度的光子對實現，而中國科大研究團隊與合作者提出僅需一對超糾纏光子對的糾纏純化方案。
  • 量子糾纏純化效率提高6000多倍 遠超國際最好水平
    來自中國科大的消息顯示，近日，中國科大郭光燦院士團隊李傳鋒、柳必恆研究組與南京郵電大學盛宇波等人合作，利用高品質的超糾纏源，首次實現了11公裡的遠距離量子糾纏純化，純化效率比此前國際最好水平提升了6000多倍，在量子通信和量子網絡的研究中取得了重要進展。
  • 我國科學家用新技術實現11公裡量子糾纏「純化」
    量子糾纏是實現量子通信的重要基礎，但糾纏態非常脆弱容易消失。
  • 中國科學技術大學實現遠距離量子糾纏純化
    中國科學技術大學郭光燦院士團隊在量子通信和量子網絡的研究中取得重要進展。該團隊李傳鋒、柳必恆研究組與南京郵電大學盛宇波等人合作，利用高品質的超糾纏源，首次實現了11公裡的遠距離量子糾纏純化，純化效率比此前國際最好水平提升了6000多倍。
  • 陳根:遠距離量子糾纏純化,效率提升6000倍
    以量子信息科學為代表的量子科技不斷進步，形成了新的科學前沿。其中，量子網絡被認為具有廣闊的應用前景，因而成為量子信息領域最重要的長遠目標之一。量子網絡的發展可以粗略地分為量子密鑰網絡、量子存儲網絡以及量子計算網絡三個階段。目前的科技仍處於最初級的量子密鑰網絡階段，即只能實現網絡中兩個節點間較短距離的點對點密鑰分發。
  • 「安徽日報」中科大實現遠距離量子糾纏純化
    中國科學技術大學郭光燦院士團隊李傳鋒、柳必恆研究組與南京郵電大學盛宇波等人合作，利用高品質的超糾纏源，首次實現11公裡遠距離量子糾纏純化，邁出糾纏純化從實驗室到遠距離的關鍵一步，大幅提升了純化效率，為實現高效率量子中繼提供了有力的技術保障。該成果日前發表於《物理評論快報》。
  • 量子糾纏純化效率提高6000倍,量子網絡的重要一步
    而量子存儲網絡則是每個節點中都有量子存儲器作為可利用的資源，比如，用來解決遠距離量子通信的量子中繼方案。量子中繼是在噪聲信道中實現長距離量子通信的重要途徑，而量子糾纏純化是量子中繼中的關鍵操作，可以從兩份糾纏度較低的糾纏態中提煉出一份糾纏度較高的糾纏態。
  • ...高原升溫、遠望3號船、全基因組精細圖譜、量子糾纏純化、RNA-DNA
    由我國自主研發設計、自主製造的世界首臺高溫超導高速磁浮工程化樣車及試驗線1月13日在成都下線啟用，標誌著高溫超導高速磁浮工程化研究實現從無到有的突破。該研究成果1月11日在線發表於《自然—氣候變化》。　　青藏高原被譽為「亞洲水塔」，是亞洲眾多大江大河的發源地，對周邊地區幾十億人民生活、經濟發展與社會穩定都有重要影響。1960年以來，青藏高原以全球兩倍的升溫速率變暖，在此異常變暖背景下，青藏高原總體變溼但區域差異明顯，表現為季風區降水減少和西風區降水增加。
  • 高溫超導高速磁浮工程化樣車、青藏高原升溫、遠望3號船、全基因組精細圖譜、量子糾纏純化、RNA-DNA
    設計時速620千米高溫超導高速磁浮工程化樣車下線由我國自主研發設計、自主製造的世界首臺高溫超導高速磁浮工程化樣車及試驗線1月13日在成都下線啟用，標誌著高溫超導高速磁浮工程化研究實現從無到有的突破。該研究成果1月11日在線發表於《自然—氣候變化》。青藏高原被譽為「亞洲水塔」，是亞洲眾多大江大河的發源地，對周邊地區幾十億人民生活、經濟發展與社會穩定都有重要影響。1960年以來，青藏高原以全球兩倍的升溫速率變暖，在此異常變暖背景下，青藏高原總體變溼但區域差異明顯，表現為季風區降水減少和西風區降水增加。——《中國科學報》
  • 世界首次!「墨子號」量子衛星實現千公裡級量子糾纏密鑰分發
    每經編輯：彭水萍據新華網，記者從中國科學院獲悉，一支聯合科研團隊近日利用「墨子號」量子科學實驗衛星在國際上首次實現千公裡級基於糾纏的量子密鑰分發，相關研究論文北京時間15日由國際知名學術期刊《自然》在線發表。
  • 【CCTV新聞頻道】我國首次實現公裡級高維量子糾纏分發
    央視網消息：近日，我國科學家在量子通信實驗方面取得新進展，首次實現了相距一公裡的高維量子糾纏分發。量子糾纏是量子通信、量子計算等量子信息過程的核心技術，其長距離分發對於量子技術的實用化等至關重要。高維系統擁有更高的信道容量、更強的抗竊聽能力以及更有效的量子計算能力。作為近年來被廣泛關注的高維系統，光子的軌道角動量糾纏容易受外界環境等影響，此前僅能傳輸幾米的距離，並且局限於二維糾纏的分發。針對這一問題，中國科學技術大學聯合暨南大學、中山大學等國內研究團隊，進行了一系列核心技術攻關，首次在1公裡光纖中實現了三維軌道角動量糾纏光子對的分發，並驗證了量子態的高維非局域性。
  • 墨子號量子衛星實現世界首次千公裡級量子糾纏密鑰分發
    該實驗成果不僅將以往地面無中繼量子保密通信的空間距離提高了一個數量級，並且通過物理原理確保了即使在衛星被他方控制的極端情況下依然能實現安全的量子通信，取得了量子通信現實應用的重要突破。這一成果15日在國際學術期刊《自然》在線發表。實驗中，研究團隊利用「墨子號」作為量子糾纏源，通過對地面望遠鏡進行升級，實現了單邊雙倍、雙邊四倍接收效率的提升。
  • 「墨子號」量子科學實驗衛星在國際上首次實現千公裡級基於糾纏的...
    實驗示意圖國際在線消息（記者 李琳）：最近，中外科學家研究團隊等共同利用中國「墨子號」量子科學實驗衛星，在國際上首次實現千公裡級基於糾纏的量子密鑰分發。例如，在星地量子密鑰分發過程中，量子衛星作為可信中繼，掌握著用戶分發的全部密鑰，如果衛星被他方控制，就存在信息洩漏的風險。中科院院士、中國科技大學教授潘建偉介紹，實現遠距離安全量子通信的最佳解決方案是結合量子中繼和基於糾纏的量子密鑰分發。「基於糾纏的量子保密通信，不需要用中繼器的遠距離量子通信，可以實現量子密鑰分發的終極安全性。
  • 國際首次!「墨子號」量子衛星實現千公裡級「糾纏」 為衛星安全加碼
    記者從中國科大獲悉，該校潘建偉及其同事彭承志、印娟等組成的研究團隊，聯合牛津大學Artur Ekert、中科院上海技術物理研究所王建宇團隊、微小衛星創新研究院、光電技術研究所等相關團隊，利用「墨子號」量子科學實驗衛星在國際上首次實現千公裡級基於糾纏的量子密鑰分發。