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科学家们首次使用四维纠缠态来实现量子密集编

发布时间:2018-10-25 15:33:41

记者从中国科技大学了解到,李传峰,郭光灿院士,0​​x1776,刘碧恒等人团队利用四维纠缠态首次实现量子密集编码,达到了信道容量2.09,创造了最高的国际水平。 这一成就充分展

  记者从中国科技大学了解到,李传峰,郭光灿院士,0​​x1776,刘碧恒等人团队利用四维纠缠态首次实现量子密集编码,达到了信道容量2.09,创造了最高的国际水平。

  这一成就充分展示了量子通信中高维纠缠的优势。结果发表于7月20日的国际权威杂志《 Science Progress》。量子密集编码是量子安全通信最重要的过程之一。例如,最初A和B共用一对纠缠光子,A在其光子上编码2位经典信息,并将光子发送到B,然后B对他们手中的两个光子执行基于贝尔的测量,解码得到2位A发送的信息在这个过程中,A只向B发送1个比特,但B接收到2比特的经典信息。测量密集编码的一个重要指标是信道容量,它是A可以传输到光子的比特数。在比特系统中,量子密集编码信道容量限制为2。与二维纠缠比特系统相比,高维纠缠具有通道容量高,、,抗窃听能力强等优点,近年来受到学术界的广泛关注。量子密集编码的概念于1992年提出,并于1996年首次在光学系统中实现。由于无法实现完整的贝尔金测量,因此在2017年之前仅使用一对纠缠光子传输了1.13个经典比特,并将其更新为1.665基于完全贝尔测量。李传峰、刘碧恒等进一步开发了基于自主研发的高质量三维纠缠源的偏振路径复合四维纠缠源,保真度达到98%。他们利用这个四维纠缠源成功识别出五种Bell状态,并通过实验证明了量子密集编码,将量子密集编码的信道容量记录增加到2.09,超过了二维纠缠的理论极限。它充分展示了量子通信中高维纠缠的优势,为深入研究量子信息领域的高维纠缠奠定了重要基础。