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中国科技大学和其他大学已经实现了相距一公里的高维量子纠缠分布

来源:大连空压机配件 作者:大连空压机厂家直 时间:2020-05-11 11:13 点击量:

中国科学院院士、中国科技大学教授郭广灿团队在量子通信实验方面取得新进展。李传峰和黄云峰的研究团队与暨南大学的李朝晖教授和中山大学的于思远教授合作,实现了千米级三维轨道角动量的纠缠分布。这项研究成果发表在3月12日的国际光学杂志Optica上。

量子纠缠作为量子通信、量子严密测量和量子竞赛等量子信息处理的主要资源,其长距离分布对量子技术的实用性和量子物理基础问题的研究至关重要。在量子力学中,当几个粒子相互作用时,这种现象被称为量子纠缠或量子纠缠,因为每个粒子所具有的特性已经被集成到一个整体属性中,并且每个粒子的属性不能被详细描述,而只能描述整个系统的属性。量子纠缠是一种纯粹发生在量子系统中的现象。在经典力学中,找不到近似值。

高维系统具有更高的信道容量、更强的抗窃听能力和更有效的量子竞争能力。光子轨道角动量是一个高维系统,自大连空气压缩机近年来出租和出售以来,一直受到广泛关注。它在维度扩展方面有优势。然而,轨道角动量纠缠很容易受到大气湍流或光纤中模式串扰和模式色散的影响。在此之前,它只能传输几米的距离,并且仅限于二维纠缠的分布。

针对高维轨道角动量纠缠分布存在的问题,李传峰、黄云峰的研究团队与暨南大学、中山大学的研究团队合作,自主研发了适合光子空分复用的多模光纤,设计了轨道角动量模色散预补偿组件,首次实现了1千米光纤中三维轨道角动量纠缠光子对的分布。利用广义Bell不等式(CGLMP不等式)对分布式量子态进行了验证,得到了违反三个尺度误差的不等式,验证了量子态的高维非局域性。在理论物理中,贝尔不等式是一个关于是否有一个完整的局部隐变量理论的不等式。实验表明,贝尔不等式不成立,这意味着没有关于局部隐变量的物理理论可以复制量子力学的每一个前景(即贝尔定理)。

鉴于光纤中的模式色散去相关特性,研究小组还提出了进一步扩展其维度和传输距离的实现方案。这项工作为将来利用空间模式复用技术实现远距离高维量子信息义务提供了可能。

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