十年十倍！中國“墨子號”實(shí)現(xiàn)1200公里地表量子態(tài)傳輸新紀(jì)錄

新華社合肥5月6日電 記者5月6日從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校潘建偉院士及同事彭承志、陳宇翱、印娟等利用“墨子號”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星，近期首次實(shí)現(xiàn)了地球上相距1200公里兩個(gè)地面站之間的量子態(tài)遠(yuǎn)程傳輸，向構(gòu)建全球化量子信息處理和量子通信網(wǎng)絡(luò)邁出重要一步。

利用量子隱形傳態(tài)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離量子態(tài)傳輸，是構(gòu)建量子通信網(wǎng)的重要途徑。但在實(shí)現(xiàn)過程中，量子糾纏分發(fā)的距離和品質(zhì)會受到信道損耗、消相干等因素影響，如何突破傳輸距離限制，一直是國際量子通信研究的核心問題之一。

中國發(fā)射的全球首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號”，為人類探索遠(yuǎn)距離量子通信提供了新平臺。但受大氣湍流影響，光子在大氣信道中傳播后，實(shí)現(xiàn)基于量子干涉的量子態(tài)測量非常困難。

近期，潘建偉團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地將光學(xué)一體化粘接技術(shù)應(yīng)用到空間量子通信領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)了具有超高穩(wěn)定性的光干涉儀，無需主動閉環(huán)即可長期穩(wěn)定，克服了遠(yuǎn)距離湍流大氣傳輸后的量子光干涉難題。他們結(jié)合基于雙光子路徑—偏振混合糾纏態(tài)的量子隱形傳態(tài)方案，在中國云南麗江站和青海德令哈地面站之間完成了遠(yuǎn)程量子態(tài)的傳輸驗(yàn)證，并且在實(shí)驗(yàn)中對六種典型的量子態(tài)進(jìn)行了驗(yàn)證，傳送保真度均超越了經(jīng)典極限。

2012年，潘建偉團(tuán)隊(duì)在國際上首次實(shí)現(xiàn)百余公里自由空間量子隱形傳態(tài)。10年后，他們成功實(shí)現(xiàn)突破，創(chuàng)造了1200公里地表量子態(tài)傳輸?shù)男率澜缂o(jì)錄。

日前，國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《物理評論快報(bào)》發(fā)表了該成果。審稿人認(rèn)為，“這個(gè)實(shí)驗(yàn)比以前的實(shí)驗(yàn)更具挑戰(zhàn)性，克服了重大技術(shù)挑戰(zhàn)，對未來量子通信應(yīng)用具有重要意義。”

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