本报合肥10月21日电记者李陈续通讯员胡胜友日前获悉,最新出版的英国《自然》杂志在其子刊《自然・物理》以封面文章的形式发表了中国科大合肥微尺度物质科学国家实验室潘建伟、杨涛、张强等完成的研究成果:两粒子复合系统量子态隐形传输的实验实现。这是我国科学家首次在该杂志发表封面文章。
由于未知量子态不能被精确克隆,传输未知量子态似乎只能通过传输物质粒子加以实现,而传输过程中的损耗和干扰导致量子信息的传输极其困难。但量子态隐形传输借助量子纠缠可以巧妙解决这一问题,从而实现未知量子态的精确传输。1997年由潘建伟及其奥地利同事首次完成的单光子量子态隐形传输是量子信息发展的一个里程碑。其后,各种各样的量子态隐形传输实验得到了实现,但所有的实验都只能传输单个粒子的量子态。由于和单个量子态相比所具有的复杂性,实现复合系统量子态隐形传输在技术上面临着巨大的挑战。
潘建伟研究小组在国家自然科学基金、科技部973计划、中国科学院知识创新项目等的支持下,同德国、奥地利等国的同事合作对这一世界性难题进行近十年研究。实验结果表明,不仅两个光子的量子态能被精确传输,两光子系统中的各种关联关系也能被精确传输。该实验不仅在国际上首次成功地实现了复合系统量子态的隐形传输,而且第一次成功地实现了六光子纠缠态的操纵。
复合系统的量子态隐形传输的实现为各种实用化的量子信息研究开创了新的起点,对于容错量子计算、量子中继、普适量子纠错等重要研究方向具有极其深远的影响。为此,《自然》网站专门发布了“Press releases”并在近期发表的《自然》杂志研究亮点栏目中对该工作进行专门报导,称赞潘建伟等人的实验成果是“在大尺度量子通信研究中取得的长足进展”。
