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十年十倍!中国“墨子号”实现1200公里地表量子态传输新纪录
2022-5-7 作者:徐海涛 陈诺 文章来源:新华社 

记者5月6日从中国科学技术大学获悉,该校潘建伟院士及同事彭承志、陈宇翱、印娟等利用“墨子号”量子科学实验卫星,近期首次实现了地球上相距1200公里两个地面站之间的量子态远程传输,向构建全球化量子信息处理和量子通信网络迈出重要一步。

利用量子隐形传态实现远距离量子态传输,是构建量子通信网的重要途径。但在实现过程中,量子纠缠分发的距离和品质会受到信道损耗、消相干等因素影响,如何突破传输距离限制,一直是国际量子通信研究的核心问题之一。

中国发射的全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”,为人类探索远距离量子通信提供了新平台。但受大气湍流影响,光子在大气信道中传播后,实现基于量子干涉的量子态测量非常困难。

近期,潘建伟团队创新性地将光学一体化粘接技术应用到空间量子通信领域,实现了具有超高稳定性的光干涉仪,无需主动闭环即可长期稳定,克服了远距离湍流大气传输后的量子光干涉难题。他们结合基于双光子路径—偏振混合纠缠态的量子隐形传态方案,在中国云南丽江站和青海德令哈地面站之间完成了远程量子态的传输验证,并且在实验中对六种典型的量子态进行了验证,传送保真度均超越了经典极限。

2012年,潘建伟团队在国际上首次实现百余公里自由空间量子隐形传态。10年后,他们成功实现突破,创造了1200公里地表量子态传输的新世界纪录。

日前,国际权威学术期刊《物理评论快报》发表了该成果。审稿人认为,“这个实验比以前的实验更具挑战性,克服了重大技术挑战,对未来量子通信应用具有重要意义。”

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