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十年十倍!中國“墨子號”實現(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(記者徐海濤、陳諾)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)實驗衛(wèi)星,近期首次實現(xiàn)了地球上相距1200公里兩個地面站之間的量子態(tài)遠程傳輸,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)實現(xiàn)遠距離量子態(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)實驗衛(wèi)星“墨子號”,為人類探索遠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,潘建偉團隊創(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程量子態(tài)的傳輸驗證,并且在實驗中對六種典型的量子態(tài)進行了驗證,傳送保真度均超越了經(jīng)典極限。

2012年,潘建偉團隊在國際上首次實現(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》發(fā)表了該成果。審稿人認為,“這個實驗比以前的實驗更具挑戰(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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