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中科大實(shí)現(xiàn)零容量量子信道的量子信息有效傳輸

中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)中國(guó)科學(xué)院量子信息重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的研究人員在量子信道研究方面取得新進(jìn)展，在實(shí)驗(yàn)上首次實(shí)現(xiàn)了零容量量子信道中量子信息的雙向傳輸。

信道容量是通信領(lǐng)域最基本的問(wèn)題，量子信道不僅可以傳輸經(jīng)典信息，還可以傳輸私密信息和量子信息。標(biāo)準(zhǔn)的量子信道理論與經(jīng)典理論類似，假定信道之間是相互獨(dú)立的。保偏光纖具有極強(qiáng)的相位消相干作用，研究人員首先實(shí)驗(yàn)測(cè)定了單根120m左右長(zhǎng)度的保偏光纖的量子容量為零，然后對(duì)兩根相同的保偏光纖進(jìn)行編碼，構(gòu)成了一個(gè)量子信道干涉儀，從而激活了量子容量為零的保偏光纖。激活后兩個(gè)保偏光纖將不再獨(dú)立，而是相互關(guān)聯(lián)起來(lái)，構(gòu)造出一個(gè)無(wú)消相干子空間，以進(jìn)行量子信息傳輸。為了提高光纖噪聲的關(guān)聯(lián)度，實(shí)驗(yàn)中，研究人員將兩根光纖纏繞在一起。實(shí)驗(yàn)顯示，通過(guò)改變干涉儀內(nèi)半波片的設(shè)置，可以實(shí)現(xiàn)量子信息在噪聲信道中的單向傳輸或雙向傳輸，兩根量子容量為零的保偏光纖聯(lián)合使用時(shí)的量子容量大于0.6。研究人員還進(jìn)一步驗(yàn)證了量子糾纏在這種裝置下傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

該項(xiàng)成果提供了一種在噪聲信道中傳輸量子信息的有效方法，可用于不同量子系統(tǒng)的通訊和對(duì)接，為構(gòu)建小型量子糾纏網(wǎng)絡(luò)提供了新思路，也為豐富量子通訊理論框架提供了新的物理平臺(tái)。

(中 科)