利用光子混合糾纏提高嘈雜條件下的傳送質(zhì)量在遠(yuǎn)距傳物中,量子粒子或量子比特的狀態(tài)被從一個(gè)位置傳送到另一個(gè)位置,而不傳送粒子本身。這種傳輸需要量子資源,例如一對額外的量子比特之間的糾纏。在理想情況下,量子比特狀態(tài)的傳輸和遠(yuǎn)距傳物可以完美完成。然而,現(xiàn)實(shí)世界的系統(tǒng)很容易受到噪音和干擾的影響,這就降低和限制了遠(yuǎn)距傳輸?shù)馁|(zhì)量。盡管存在通常會(huì)干擾量子態(tài)傳輸?shù)?span onclick="sendmsg('pw_ajax.php','action=relatetag&tagname=噪聲',this.id)" style="cursor:pointer;border-bottom: 1px solid #FA891B;" id="rlt_3">噪聲,研究人員還是成功地進(jìn)行了近乎完美的量子遠(yuǎn)距傳輸。 芬蘭圖爾庫大學(xué)和中國科技大學(xué)(合肥)的研究人員現(xiàn)在提出了一種理論設(shè)想,并進(jìn)行了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)來克服這一問題。換句話說,盡管存在噪聲,新方法仍能實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的遠(yuǎn)程傳輸。 圖爾庫大學(xué)的 Jyrki Piilo 教授說:"這項(xiàng)工作的基礎(chǔ)是,在運(yùn)行遠(yuǎn)距傳輸協(xié)議之前,將糾纏分發(fā)到所使用的量子比特之外,即利用不同物理自由度之間的混合糾纏。" 傳統(tǒng)上,光子的偏振被用于遠(yuǎn)距離傳輸中的量子比特糾纏,而目前的方法則利用了光子的偏振和頻率之間的混合糾纏。 Piilo介紹說:"這使得噪聲對協(xié)議的影響發(fā)生了重大變化,事實(shí)上,我們的發(fā)現(xiàn)扭轉(zhuǎn)了噪聲的作用,使其從對遠(yuǎn)程傳輸有害變?yōu)橛欣?quot; 在存在噪聲的傳統(tǒng)量子比特糾纏情況下,遠(yuǎn)距傳輸協(xié)議不起作用。在最初存在混合糾纏且沒有噪聲的情況下,遠(yuǎn)距傳輸也不起作用。奧利-西爾塔寧博士(Olli Siltanen)的博士論文介紹了當(dāng)前研究的理論部分。 盡管在使用光子進(jìn)行遠(yuǎn)距傳物時(shí)存在某種噪聲,但這一發(fā)現(xiàn)幾乎實(shí)現(xiàn)了理想的遠(yuǎn)距傳物。 中國科技大學(xué)的李傳鋒教授說:"雖然我們在實(shí)驗(yàn)室里用光子做了許多量子物理不同方面的實(shí)驗(yàn),但看到這個(gè)極具挑戰(zhàn)性的遠(yuǎn)距傳物實(shí)驗(yàn)成功完成,我們感到非常激動(dòng),也很有成就感。這是在最重要的量子協(xié)議背景下進(jìn)行的一次重要的原理驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。" 遠(yuǎn)距傳輸在傳輸量子信息等方面有著重要的應(yīng)用,因此最重要的是要有辦法保護(hù)這種傳輸不受噪聲影響,并可用于其他量子應(yīng)用。目前的研究成果可被視為基礎(chǔ)研究,具有重要的基礎(chǔ)意義,并為未來將該方法擴(kuò)展到一般類型的噪聲源和其他量子協(xié)議的工作開辟了引人入勝的途徑。 |