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記者從中國科技大學獲悉(xi)，該校郭光(guang)燦院士團(tuan)隊在高維(wei)量(liang)子通信(xin)研究(jiu)(jiu)中取得重(zhong)要進展，該團(tuan)隊李傳鋒、柳必恒研究(jiu)(jiu)組與奧地(di)利馬庫斯·胡貝教(jiao)授研究(jiu)(jiu)組合作，首(shou)次實(shi)現了高保真度32維(wei)量(liang)子糾(jiu)纏(chan)態。本成果(guo)為進一步實(shi)現各(ge)種(zhong)高維(wei)量(liang)子信(xin)息過(guo)程(cheng)和研究(jiu)(jiu)高維(wei)系統的量(liang)子物理基本問題打下重(zhong)要基礎。
據悉(xi)，該(gai)成果(guo)8月28日(ri)發表在國際(ji)知名期刊《物理評論快(kuai)報》上。文章(zhang)共同第一作者為中科院(yuan)量子(zi)信(xin)息重點實驗室特任副研究員胡(hu)曉敏博(bo)士和博(bo)士研究生邢文博(bo)。
相比二維(wei)系(xi)統，高維(wei)量(liang)(liang)子糾(jiu)(jiu)纏(chan)態(tai)在信(xin)道容量(liang)(liang)上有著巨大(da)的(de)優(you)勢。然而要展示這一優(you)勢，必須要實現高保真(zhen)度(du)高維(wei)量(liang)(liang)子糾(jiu)(jiu)纏(chan)態(tai)的(de)制(zhi)備、傳輸(shu)(shu)與測量(liang)(liang)。此前在光學系(xi)統中人們廣(guang)泛(fan)采用光子的(de)軌(gui)道角動量(liang)(liang)、時間(jian)或頻率自由度(du)進行編碼，但還(huan)沒有一個系(xi)統能(neng)夠同(tong)時很好地解決高維(wei)量(liang)(liang)子糾(jiu)(jiu)纏(chan)態(tai)的(de)制(zhi)備、傳輸(shu)(shu)與測量(liang)(liang)的(de)困難。
李傳鋒、柳必(bi)恒等人另辟(pi)蹊徑，于2016年開始采用光子(zi)的(de)路(lu)徑自由度進行編碼，并取(qu)得一(yi)系列成果(guo)。研(yan)究(jiu)組還與(yu)奧地利馬庫斯·胡(hu)貝(bei)教授研(yan)究(jiu)組合(he)作，理論(lun)上給出了一(yi)種高(gao)效的(de)高(gao)維糾纏態的(de)認(ren)證方(fang)法。
“對(dui)一個32維(wei)糾纏態(tai)(tai)(tai)而言，完(wan)整的量子(zi)態(tai)(tai)(tai)層(ceng)析(xi)技術需(xu)要進行一百萬次測(ce)量才(cai)能確定(ding)量子(zi)態(tai)(tai)(tai)的信息，而該方(fang)法只需(xu)要一千次測(ce)量即可完(wan)成。”李傳鋒介紹說(shuo)，最終研究組(zu)在實驗(yan)上實現了32維(wei)量子(zi)糾纏態(tai)(tai)(tai)，并測(ce)定(ding)其保(bao)真度為0.933。32維(wei)的高維(wei)糾纏態(tai)(tai)(tai)維(wei)度數創造了當前世界最高水平。
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