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中國科大研究小組在量子信息領(lǐng)域取得重大突破

   2025-05-03 中國青年報629
     日前從中國科學(xué)院獲悉,中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉院士及其同事陸朝陽、劉乃樂等組成的研究小組在國際上首次成功實現(xiàn)多自由度量子體系的隱形傳態(tài),這是自1997年國際上首次實現(xiàn)單一自由度量子隱形傳態(tài)以來,科學(xué)家們經(jīng)過18年努力在量子信息實驗研究領(lǐng)域取得的又一突破。2月26日,知名學(xué)術(shù)期刊《自然》雜志以封面標(biāo)題的形式發(fā)表了這一最新研究成果。

  今天,潘建偉以全國政協(xié)委員的身份,正在出席此間在北京召開的全國兩會。在接受中國青年報記者采訪時,潘建偉介紹,量子隱形傳態(tài)在概念上類似于科幻小說中的“星際旅行”,可以利用量子糾纏把量子態(tài)傳輸?shù)竭b遠(yuǎn)地點(diǎn),而無需傳輸載體本身。量子隱形傳態(tài)作為量子信息處理的基本單元,在量子通信和量子計算網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

  潘建偉向記者打了一個形象的比喻:“我們從前看到《西游記》里講了‘筋斗云’、‘千里眼’、‘順風(fēng)耳’。‘千里眼’、‘順風(fēng)耳’老早就實現(xiàn)了,電話、手機(jī),你可以聽到,還可以用Facetime看到很遠(yuǎn)的地方。但是孫悟空的‘筋斗云’一直沒實現(xiàn)?!?

  后來,作為國際學(xué)術(shù)界研究熱點(diǎn),量子隱形傳態(tài)又先后在包括如冷原子、離子阱、超導(dǎo)、量子點(diǎn)和金剛石色芯等諸多物理系統(tǒng)中得以實現(xiàn)。然而,以往所有的實驗實現(xiàn)都存在著一個根本的局限,即只能傳輸單個自由度的量子狀態(tài),而真正的量子物理體系自然地?fù)碛卸喾N自由度的性質(zhì),即使是一個最簡單的基本粒子,如單光子,它的性質(zhì)也包括波長、動量、自旋和軌道角動量等。多自由度的量子隱形傳態(tài)作為發(fā)展可拓展量子計算和量子網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的必經(jīng)途徑,成為近二十年來量子信息基礎(chǔ)研究領(lǐng)域的一個巨大挑戰(zhàn)。

  該論文發(fā)表后,《自然》雜志專門邀請國際知名量子光學(xué)專家沃爾夫?qū)さ咸貭?Wolfgang Tittel)教授在同期的“新聞視角”(News and Views)欄目撰文評論,該教授稱:“該實驗實現(xiàn)為理解和展示量子物理的一個最深遠(yuǎn)和最令人費(fèi)解的預(yù)言邁出了重要的一步,并可以作為未來量子網(wǎng)絡(luò)的一個強(qiáng)大的基本單元。”

 
標(biāo)簽: 中國科大
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