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十年十倍!中國(guó)“墨子號(hào)”實(shí)現(xiàn)1200公里地表量子態(tài)傳輸新紀(jì)錄

新華社合肥5月6日電(記者徐海濤、陳諾)記者5月6日從中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉,該校潘建偉院士及同事彭承志、陳宇翱、印娟等利用“墨子號(hào)”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星,近期首次實(shí)現(xiàn)了地球上相距1200公里兩個(gè)地面站之間的量子態(tài)遠(yuǎn)程傳輸,向構(gòu)建全球化量子信息處理和量子通信網(wǎng)絡(luò)邁出重要一步。

利用量子隱形傳態(tài)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離量子態(tài)傳輸,是構(gòu)建量子通信網(wǎng)的重要途徑。但在實(shí)現(xiàn)過(guò)程中,量子糾纏分發(fā)的距離和品質(zhì)會(huì)受到信道損耗、消相干等因素影響,如何突破傳輸距離限制,一直是國(guó)際量子通信研究的核心問(wèn)題之一。

中國(guó)發(fā)射的全球首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號(hào)”,為人類(lèi)探索遠(yuǎn)距離量子通信提供了新平臺(tái)。但受大氣湍流影響,光子在大氣信道中傳播后,實(shí)現(xiàn)基于量子干涉的量子態(tài)測(cè)量非常困難。

近期,潘建偉團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地將光學(xué)一體化粘接技術(shù)應(yīng)用到空間量子通信領(lǐng)域,實(shí)現(xiàn)了具有超高穩(wěn)定性的光干涉儀,無(wú)需主動(dòng)閉環(huán)即可長(zhǎng)期穩(wěn)定,克服了遠(yuǎn)距離湍流大氣傳輸后的量子光干涉難題。他們結(jié)合基于雙光子路徑—偏振混合糾纏態(tài)的量子隱形傳態(tài)方案,在中國(guó)云南麗江站和青海德令哈地面站之間完成了遠(yuǎn)程量子態(tài)的傳輸驗(yàn)證,并且在實(shí)驗(yàn)中對(duì)六種典型的量子態(tài)進(jìn)行了驗(yàn)證,傳送保真度均超越了經(jīng)典極限。

2012年,潘建偉團(tuán)隊(duì)在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)百余公里自由空間量子隱形傳態(tài)。10年后,他們成功實(shí)現(xiàn)突破,創(chuàng)造了1200公里地表量子態(tài)傳輸?shù)男率澜缂o(jì)錄。

日前,國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《物理評(píng)論快報(bào)》發(fā)表了該成果。審稿人認(rèn)為,“這個(gè)實(shí)驗(yàn)比以前的實(shí)驗(yàn)更具挑戰(zhàn)性,克服了重大技術(shù)挑戰(zhàn),對(duì)未來(lái)量子通信應(yīng)用具有重要意義?!?/p>

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