我國首次利用四維糾纏態(tài)實(shí)現(xiàn)量子密集編碼
發(fā)布時間：2018-07-26記者從中國科大獲悉,，該校郭光燦院士團(tuán)隊(duì)的李傳鋒、柳必恒等人,，首次利用四維糾纏態(tài)實(shí)現(xiàn)量子密集編碼,，達(dá)到2.09的信道容量，創(chuàng)造了當(dāng)前國際最高水平,。該成果充分展示了高維糾纏在量子通信中的優(yōu)勢,。該成果日前發(fā)表在國際權(quán)威期刊《科學(xué)·進(jìn)展》上。
量子密集編碼是最重要的量子保密通信過程之一,。例如,，初始時A和B兩人共享一對糾纏光子，A編碼2比特的經(jīng)典信息在其光子上,，并把光子發(fā)送到B,，然后B對其手里的兩個光子進(jìn)行貝爾基測量，解碼得到A發(fā)送的2比特信息,。在這個過程中A只發(fā)送了1個量子比特到B,，但是B卻接收到了2比特的經(jīng)典信息。衡量密集編碼的重要指標(biāo)是信道容量,，即A向B發(fā)送一個光子所能傳輸?shù)谋忍財(cái)?shù),。在比特系統(tǒng)中,，量子密集編碼的信道容量極限為2。
相比比特系統(tǒng)的二維糾纏,，高維糾纏具有信道容量高,、抵抗竊聽能力強(qiáng)等優(yōu)勢，近年來被學(xué)術(shù)界廣泛關(guān)注,。量子密集編碼的思想自1992年提出,，1996年在光學(xué)系統(tǒng)中首次實(shí)現(xiàn),。由于無法實(shí)現(xiàn)完全的貝爾基測量,，當(dāng)時利用一對糾纏光子僅傳送1.13個經(jīng)典比特，直到2017年,，基于完全的貝爾基測量,，這一紀(jì)錄才被更新為1.665。
李傳鋒,、柳必恒等人在自主研制的高品質(zhì)三維糾纏源基礎(chǔ)上,，進(jìn)一步制備出偏振—路徑復(fù)合的四維糾纏源，保真度達(dá)到98%,。他們利用這種四維糾纏源成功識別了5類貝爾態(tài),，并實(shí)驗(yàn)演示了量子密集編碼，一舉把量子密集編碼的信道容量紀(jì)錄提升到了2.09,，超過了兩維糾纏能達(dá)到的理論極限2,，充分展示了高維糾纏在量子通信中的優(yōu)勢，為高維糾纏在量子信息領(lǐng)域的深入研究打下重要基礎(chǔ),。（來源：科技日報(bào)）
