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公布工夫:2018-07-25   点击:235

       中科大郭光灿院士团队正在量子通讯研讨中获得新希望,该团队李传锋、柳必恒等人初次应用四维胶葛态实现量子密集编码,到达2.09的信道容量,发明了当前国际最高水平。该结果充裕展现了高维胶葛正在量子通讯中的上风。该结果720日宣布正在国际威望期刊《科学·希望》上。


       量子密集编码是最重要的量子保密通讯历程之一。以比特体系为例,初始时AB两人同享一对胶葛光子,A编码2比特的典范信息正在其光子上,并把光子发送到B,然后B对其手里的两个光子停止贝尔基丈量,解码获得A发送的2比特信息。正在这个历程中A只发送了1个量子比特到B,然则B却吸收到了2比特的典范信息。权衡密集编码的重要指标是信道容量,即AB发送一个光子所能传输的比特数。正在比特体系中,量子密集编码的信道容量极限为2。量子密集编码的头脑自1992年提出,1996年正在光学系统中初次实现[PRL 76, 4656 (1996)]。因为没法实现完整的贝尔基丈量,事先应用一对胶葛光子仅传送1.13个典范比特,即信道容量为1.1310余年后的2008年,应用超胶葛,量子密集编码的信道容量被提拔到1.63 [Nat. Phys. 4, 282 (2008)]。又过了远10年后的2017年,基于完整的贝尔基丈量,那一记载才被更新为1.665 [PRL 118, 050501 (2017)]


       比拟比特体系的二维胶葛,高维胶葛具有信道容量下、反抗窃听能力强等上风,近年来被学术界普遍存眷。李传锋、柳必恒等人正在自立研制的下品格三维胶葛源[PRL 117, 170403 (2016)]基础上,进一步制备出偏振-途径复合的四维胶葛源,保真度到达98%。他们应用这类四维胶葛源胜利辨认了五类贝尔态,并实行演示了量子密集编码,一举把量子密集编码的信道容量记载提拔到了2.09,凌驾了两维胶葛能到达的实际极限2,充裕展现了高维胶葛正在量子通讯中的上风,为高维胶葛正在量子信息范畴的深切研讨打下主要根蒂根基。


       审稿人对该事情赐与了高度评价:那绝对是正在实验实现密集编码的相称少的一系列量子光学实行中最好的,我强烈推荐宣布!”(This is definitely the best in a rather long line of quantum optics experiments trying to realize superdense coding, and I strongly support its publication.


     “据我所知,作者初次正在d> 2维系统中展现了他们能够正在实行中逾越典范极限。他们运用d = 4去传输凌驾2比特/次。 那是一项了不得的手艺成绩,我背作者表示祝贺。”(Here, to the best of my knowledge, the authors show for the first time in a d>2-dimensional system that they can beat the classical limit in an experiment: They use d=4 to transmit more than 2bit per shot. This is a remarkable technical achievement, and I congratulate the authors to this result.)


       论文的配合第一作者为中科院量子信息重点实验室博士生胡晓敏和郭钰。该项研讨得到了科技部、国家自然科学基金委、中科院和教育部的支撑。



图一:高维密集编码实行装配图


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图二:应用高维密集编码传输五色的中国科学技术大学英文简写(USTC)的实行效果。





文章泉源:中科院量子信息重点实验室、量子信息和量子科技前沿立异中央、科研部

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