我國首次利用四維糾纏態(tài)實現(xiàn)量子密集編碼
發(fā)布時間：2018-07-26記者從中國科大獲悉,，該校郭光燦院士團隊的李傳鋒、柳必恒等人，首次利用四維糾纏態(tài)實現(xiàn)量子密集編碼,，達到2.09的信道容量，創(chuàng)造了當前國際最高水平,。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)表在國際權威期刊《科學·進展》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是信道容量,，即A向B發(fā)送一個光子所能傳輸?shù)谋忍財?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、抵抗竊聽能力強等優(yōu)勢,，近年來被學術界廣泛關注,。量子密集編碼的思想自1992年提出，1996年在光學系統(tǒng)中首次實現(xiàn),。由于無法實現(xiàn)完全的貝爾基測量,，當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)三維糾纏源基礎上,，進一步制備出偏振—路徑復合的四維糾纏源，保真度達到98%,。他們利用這種四維糾纏源成功識別了5類貝爾態(tài),，并實驗演示了量子密集編碼，一舉把量子密集編碼的信道容量紀錄提升到了2.09,，超過了兩維糾纏能達到的理論極限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域的深入研究打下重要基礎,。（來源：科技日報）
