經(jīng)過多年研究攻關(guān)，我國科學(xué)家日前在國際上首次成功實現(xiàn)高維度量子體系的隱形傳態(tài)，為發(fā)展高效量子網(wǎng)絡(luò)奠定了堅實的科學(xué)基礎(chǔ)。近日，國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《物理評論快報》發(fā)表了這一最新研究成果，并稱其是“量子通信領(lǐng)域的一個里程碑”。

中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授潘建偉介紹，量子隱形傳態(tài)，是一種全新的通信方式，類似于科幻電影中的星際穿越。它能借助量子糾纏這一特性，將未知的量子態(tài)傳輸?shù)竭b遠(yuǎn)地點，而不用傳送物質(zhì)本身，是遠(yuǎn)距離量子通信和分布式量子計算的核心功能單元。

在自然世界中，真實的物理體系往往包括多個粒子，每個粒子包含多種自由度，而每個自由度又可以有多個維度。要真正實現(xiàn)復(fù)雜量子物理系統(tǒng)的完整態(tài)傳輸，并把它應(yīng)用于可擴展的量子信息技術(shù)，量子隱形傳態(tài)就需要走向多體、多終端、多自由度、高維度和遠(yuǎn)距離。

1997年，國際上首次報道了單一自由度量子隱形傳態(tài)的實驗驗證，入選了“百年物理學(xué)21篇經(jīng)典論文”；2006年，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉院士團隊實現(xiàn)了兩光子復(fù)合系統(tǒng)的量子隱形傳態(tài)；2015年，該研究團隊首次在世界上成功實現(xiàn)了單光子多自由度的隱形傳態(tài)。

在理論創(chuàng)新的基礎(chǔ)上，潘建偉研究團隊發(fā)展高穩(wěn)定性多通道路徑干涉技術(shù)，開創(chuàng)了多光子多維度相互作用的實驗先河，成功實現(xiàn)了高維度量子隱形傳態(tài)，并嚴(yán)格證明了該過程的非經(jīng)典性以及高維特性。

美國物理學(xué)會等發(fā)表評論稱，這一成果為傳輸粒子的完整量子態(tài)鋪平了道路，也為發(fā)展可擴展的量子計算和量子網(wǎng)絡(luò)技術(shù)奠定了堅實的科學(xué)基礎(chǔ)。

央視記者 帥俊全

封面圖片來源：攝圖網(wǎng)