中科大實現零容量量子信道的量子信息有效傳輸

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中科大實現零容量量子信道的量子信息有效傳輸

中國科學技術大學中國科學院量子信息重點實驗室的研究人員在量子信道研究方面取得新進展，在實驗上首次實現了零容量量子信道中量子信息的雙向傳輸。

信道容量是通信領域最基本的問題，量子信道不僅可以傳輸經典信息，還可以傳輸私密信息和量子信息。標準的量子信道理論與經典理論類似，假定信道之間是相互獨立的。保偏光纖具有極強的相位消相干作用，研究人員首先實驗測定了單根120m左右長度的保偏光纖的量子容量為零，然后對兩根相同的保偏光纖進行編碼，構成了一個量子信道干涉儀，從而激活了量子容量為零的保偏光纖。激活后兩個保偏光纖將不再獨立，而是相互關聯起來，構造出一個無消相干子空間，以進行量子信息傳輸。為了提高光纖噪聲的關聯度，實驗中，研究人員將兩根光纖纏繞在一起。實驗顯示，通過改變干涉儀內半波片的設置，可以實現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合使用時的量子容量大于0.6。研究人員還進一步驗證了量子糾纏在這種裝置下傳輸的可靠性。

該項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的通訊和對接，為構建小型量子糾纏網絡提供了新思路，也為豐富量子通訊理論框架提供了新的物理平臺。

(中 科)