我国首次实现多自由度量子体系隐形传态

       记者3从中国科学院获悉，中国科学技术大学潘建伟院士及其同事陆朝阳、刘乃乐等组成的研究小组，在国际上首次成功实现了多自由度量子体系的隐形传态。近日，《自然》杂志以封面标题的形式发表了这一成果。

       潘建伟小组选取单光子自旋和轨道角动量作为研究对象，创造性地发展了多项新颖的多粒子多自由度的纠缠操纵技术，巧妙地设计了利用单光子非破坏测量技术实现自旋和轨道角动量多自由度贝尔态测量的新方案。

       研究人员成功制备了国际上最高亮度的自旋—轨道角动量超纠缠源、高效率的轨道角动量测量器件，突破了以往国际上只能操纵两光子轨道角动量的局限，搭建了6光子11量子比特的自旋—轨道角动量纠缠实验平台，成功实现了多自由度量子体系的隐形传态。

       这是自1997年国际上首次实现单一自由度量子隐形传态以来，科学家经过18年努力在量子信息实验研究领域取得的又一重大突破，为发展可扩展的量子计算和量子网络技术奠定了坚实的基础。

       《自然》邀请国际知名量子光学专家Wolfgang Tittel在同期的“新闻视角”栏目撰文评论称：“该实验实现为理解和展示量子物理的一个最深远和最令人费解的预言迈出了重要的一步，并可以作为未来量子网络的一个强大的基本单元。”

       据了解，量子隐形传态在概念上类似于科幻小说中的“星际旅行”，可以利用量子纠缠把量子态传输到遥远地点，而无须传输载体本身。量子隐形传态作为量子信息处理的基本单元，在量子通信和量子计算网络中发挥着至关重要的作用。

       1997年，国际上首次报道了单一自由度量子隐形传态的实验验证，该工作随后入选《自然》杂志“百年物理学21篇经典论文”。然而，以往所有的实验都只能传输单个自由度的量子状态，而真正的量子物理体系自然地拥有多种自由度的性质。多自由度的量子隐形传态作为发展可拓展量子计算和量子网络技术的必经途径，成为近20年来量子信息基础研究领域的一个巨大挑战。(来源：中国科学报 )

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