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2012-08-12 16:55 |
我國(guó)科學(xué)家實(shí)現(xiàn)百公里量級(jí)自由空間量子隱形傳態(tài)與糾纏分發(fā)
最近，聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)在青海湖首次實(shí)現(xiàn)了基于四光子糾纏的97公里的自由空間量子態(tài)隱形傳輸，并首次實(shí)現(xiàn)了百公里的雙向糾纏分發(fā)和Bell不等式檢驗(yàn)[Nature 488, 185 (2012)]。 ^2OBc
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該實(shí)驗(yàn)證明，無論是從高損耗的地面指向衛(wèi)星的上行通道鏈路，或是從衛(wèi)星指向兩個(gè)地面站的雙通道下行鏈路，實(shí)現(xiàn)量子態(tài)隱形傳輸和量子糾纏分發(fā)都是可行的，這為基于衛(wèi)星的廣域量子通信和大尺度的量子力學(xué)基礎(chǔ)原理檢驗(yàn)的實(shí)現(xiàn)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 A!&p,KfT5+
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中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)合肥微尺度物質(zhì)科學(xué)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室潘建偉院士及其同事彭承志、陳宇翱等，與中科院上海技術(shù)物理研究所王建宇、光電技術(shù)研究所黃永梅等組成的聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)，在國(guó)際上首次成功實(shí)現(xiàn)了百公里量級(jí)的自由空間量子隱形傳態(tài)和糾纏分發(fā)，通過地基實(shí)驗(yàn)堅(jiān)實(shí)地證明了實(shí)現(xiàn)基于衛(wèi)星的全球量子通信網(wǎng)絡(luò)的可行性，該研究成果于8月9日以封面標(biāo)題的形式發(fā)表在國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然》雜志上。 }s{RW<A
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在任意距離間傳輸未知量子態(tài)是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離量子通信和分布式量子網(wǎng)絡(luò)必不可少的環(huán)節(jié)，它可以通過遠(yuǎn)距離量子態(tài)隱形傳輸和糾纏分發(fā)來實(shí)現(xiàn)。目前，量子態(tài)隱形傳輸和糾纏分發(fā)已經(jīng)在中等距離的光纖得到了實(shí)現(xiàn)，但是巨大的光子損耗和消相干效應(yīng)使得要在光纖中實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)距離的量子傳輸必須引入量子中繼器，而量子中繼器的實(shí)用化在實(shí)驗(yàn)上還是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。自由空間信道由于損耗小，比光纖通信更具可行性，結(jié)合衛(wèi)星的幫助，將有可能在全球尺度上實(shí)現(xiàn)超遠(yuǎn)距離的量子通信和量子力學(xué)基礎(chǔ)檢驗(yàn)。 \;&9h1?Mn
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2005年，潘建偉小組在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)了距離大于垂直大氣層等效厚度的自由空間雙向糾纏分發(fā)。此后，在中科院知識(shí)創(chuàng)新工程重大項(xiàng)目“遠(yuǎn)距離量子通信實(shí)驗(yàn)研究”、“空間尺度量子實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵技術(shù)與驗(yàn)證”和中科院量子戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)的持續(xù)支持下，潘建偉小組對(duì)自由空間量子實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了大量的研究。2010年，該小組在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)了16公里自由空間量子態(tài)隱形傳輸。從2010年開始，中科院聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)在青海湖地區(qū)建立實(shí)驗(yàn)基地，開展驗(yàn)證星地自由空間量子通信可行性的地基實(shí)驗(yàn)研究，從多個(gè)方面進(jìn)行攻關(guān)，旨在突破基于衛(wèi)星平臺(tái)自由空間量子通信的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸。 .r+
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