“墨子號”實(shí)驗(yàn)首次實(shí)現(xiàn)1200公里地面站間量子態(tài)遠(yuǎn)程傳輸

據(jù)介紹，千公里的距離為目前地表量子態(tài)傳輸?shù)男录o(jì)錄，向構(gòu)建全球化量子信息處理和量子通信網(wǎng)絡(luò)邁出重要一步。

相關(guān)研究成果于近日在線發(fā)表在國際知名學(xué)術(shù)期刊《物理評論快報(bào)》（Physical Review Letters）。

遠(yuǎn)距離量子態(tài)傳輸是構(gòu)建量子通信網(wǎng)絡(luò)的重要實(shí)現(xiàn)途徑之一，也是實(shí)現(xiàn)多種量子信息處理任務(wù)的必要元素。通過遠(yuǎn)距離量子糾纏分發(fā)的輔助，量子態(tài)可通過測量然后再重構(gòu)的方式完成遠(yuǎn)距離的傳輸，傳輸距離在理論上可以是無窮遠(yuǎn)。但在實(shí)現(xiàn)中，量子糾纏分發(fā)的距離和品質(zhì)會(huì)受到信道損耗、消相干等因素的影響。如何不斷突破傳輸距離的限制，一直是該領(lǐng)域的重要研究目標(biāo)之一。

利用星載糾纏源向遙遠(yuǎn)的兩地先進(jìn)行糾纏分發(fā)，再進(jìn)行量子態(tài)的制備與重構(gòu)，是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離量子態(tài)傳輸?shù)淖羁赡苈窂街弧Ｈ欢捎诖髿馔牧鞯挠绊懀庾釉诖髿庑诺乐袀鞑ズ螅瑢?shí)現(xiàn)基于量子干涉的量子態(tài)測量是非常困難的。

2016年，隨著世界首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號”的成功發(fā)射，“墨子號”平臺(tái)為量子通信實(shí)驗(yàn)提供了寶貴的糾纏分發(fā)資源。為了克服遠(yuǎn)距離湍流大氣傳輸后的量子光干涉難題，實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)利用光學(xué)一體化粘接技術(shù)和量子隱形傳態(tài)方案等，在相距1200公里的云南麗江站和德令哈地面站之間完成了遠(yuǎn)程量子態(tài)的傳輸驗(yàn)證。

該工作為未來構(gòu)建全球化的量子信息處理網(wǎng)絡(luò)奠定了重要基礎(chǔ)。