量子纠缠的净化效率提高了6000倍以上,远远超过了以前的国际最佳水平-Scientific Exploration-cnBeta.COM

当前,以量子信息科学为代表的量子技术正在不断发展,形成了新的科学前沿,刺激了技术创新,并培育了对人类社会产生巨大影响的破坏性技术。 世界各国对此都给予了极大的关注,大型技术公司和研究机构也已部署了该技术。

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作为科学技术强国,我国高度重视量子信息技术的发展,突破了量子信息技术领域的一系列重要科学问题和关键核心技术,并取得了一系列成就。重要的国际影响力。

根据中国科学技术大学的消息,最近,中国科学技术大学院士李传峰,刘必恒和南京邮电大学盛玉波研究组与南京邮电大学合作。 效率是以前最好的国际水平的6000倍以上,并且在量子通信和量子网络的研究方面已经取得了重要的进展。

据报道,在量子通信传输中,如何实现长距离量子通信一直是国际研究的热点。 对于此问题,当前有两个主要解决方案:

一种是使用卫星来扩展几乎处于真空状态的外太空量子通信的距离,而将量子信号的损失降至最低。 例如,我国于2016年成功发射了世界上第一颗量子科学实验卫星“墨子”,成功验证了该计划的可行性。

第二种是在光纤网络中使用量子中继器将长距离光纤通道划分为多个短距离通道,从而使量子信号不再随距离的增加而呈指数衰减,从而扩展了量子通信距离。

说到量子中继,它是在噪声通道中实现长距离量子通信的重要途径。 具有重要的科学研究和应用价值。 量子继电器研究的国际竞争非常激烈。 传统的量子中继器需要基于纠缠交换,纠缠纯化和量子存储的三项基本技术。

其中,量子纠缠纯化是量子中继中的关键操作。 量子纠缠纯化操作可以从具有较低纠缠度的两个纠缠态中提取具有较高纠缠度的纠缠态。 以前的纠缠净化协议是使用两对低纠缠光子实现的,但是研究小组和合作者提出了一种纠缠净化方案,该方案仅需要一对超纠缠光子对。

那么,如何纯化高质量的量子纠缠态呢?

研究团队准备了一对极化和光路处于纠缠态的超纠缠光子,并将它们分布在11公里长的多芯光纤中,然后进行量子纠缠纯化操作。 实验结果表明,当分布极化纠缠和路径纠缠的初始保真度约为0.665时,纯化纠缠态的保真度可提高至0.774,当初始保真度约为0.771时,纯化的保真度可提高至0.887。 ‘

此外,研究团队首次将纠缠纯化用于量子密钥分配,从而将有效密钥率从0增加到0.371。

(A)实验概念图,(b)实验示意图。

中国科学技术大学的这项成就可以说是从实验室平台到长距离纠缠纯化的关键一步,同时,它大大提高了纠缠纯化的效率,提供了强大的技术支持。为将来实现高效量子继电器提供了保证。

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