根据中国科学技术大学的官方网站，中国科学技术大学的郭光灿院士团队在高维量子通信研究方面取得了重要进展。李传峰和刘必衡研究小组使用六光系统实验来实现高效的高维量子隐形传态。结果发表在国际知名的杂志《 Physics Review Letters》上。 2020年12月2日，IT Home获悉，量子隐形传态是建立长距离量子网络的关键技术之一。高维量子网络与二维系统相比，具有更高的信道容量和更高的安全性，受到了广泛的关注。如何实现高效的高维量子隐形传态，从而实现高效的高维量子网络，是当前量子信息领域的研究热点之一。为了实现高维量子通信，李传峰，刘必衡等人从2016年开始采用光子路径自由度编码来解决路径比特的相干问题[PRL117，220402（2016）]，并准备了高保真度三维纠缠态[PRL117，170403（2016）];解决路径尺寸扩展问题，实现32维量子纠缠态[PRL125，080503（2020）]；解决路径自由的传输问题，实现11公里高维量子纠缠态在光纤中的有效传输[Optica 7，738（2020）]等。自2017年以来，研究团队开始进行高维量子隐形传态的实验研究。但是，理论研究表明，在线性光学系统中，必须使用辅助粒子来实现高维量子隐形传态。为了实现高维量子隐形传态，研究小组首先巧妙地提出了一种纠缠辅助方法，利用log2d-1辅助纠缠光子对有效地实现了d维量子隐形传态，从而解决了资源消耗的问题。然后利用主动反馈技术在实验中实现了路径间的锁相，在45小时内将干扰的可见度保持在0.98，从而利用六光子系统实现了三维量子隐形传态。研究团队对三维量子隐形传态过程进行了层析成像，保真度达到0.596，超过了1/3的经典极限7个标准差，证实了三维量子隐形传态过程的量子特性。高效高维量子隐形传态的实现为高效高维量子网络的构建奠定了坚实的基础。文章的共同第一作者是中国科学院量子信息重点实验室特聘的副研究员胡晓敏和张超。这项研究得到了科技部，中国国家基金会，中国科学院和安徽省的支持。图1.纠缠辅助的高维量子隐形传态示意图图2.三维量子隐形传态的实验装置图