量子隐形传态刚刚成为现实：在噪音中实现90%保真度
量子隐形传态刚刚成为现实：在噪音中实现90%保真度
量子隐形传态是量子通信领域的关键技术，但长期以来一直受到环境噪声的困扰。近日，中国科学院郭光灿院士团队与芬兰图尔库大学合作，通过创新方法成功克服了这一难题，实现了高达90%的隐形传态保真度。
由中国科学院中国科学技术大学郭光灿院士领导的研究小组与芬兰图尔库大学的研究小组合作，成功地克服了环境噪声，利用多方混合纠缠实现了高保真量子隐形传态。他们的研究结果最近发表在《科学进展》杂志上。
量子隐形传态中的挑战
量子隐形传态是量子通信中的关键协议，利用量子纠缠实现未知量子态的远程传输。然而，由于量子纠缠的脆弱性，量子隐形传态极易受到噪声的影响。在嘈杂环境中实现高保真量子隐形传态一直是一个紧迫的挑战。
量子噪声管理研究进展
此前，为了解决开放量子系统在噪声环境中的退相干问题，研究团队设计了一种综合的方法来调节光子偏振和频率，利用复杂的光路设计和可编程的空间光调制器。这种方法使他们能够创建一个完全可控的相位退相干量子模拟器，并利用非局部记忆效应实现超越噪声的量子隐形传态。
量子隐形传态新技术
然而，非局部记忆效应需要严格的量子资源，如环境纠缠，这通常是不可能实现的。在这些结果的基础上，目前的工作提出了一种更通用的量子隐形传态技术，可以有效地减轻环境噪声。
利用完全可控的相位退相干量子模拟器，在环境中引入特定的相位调制，制备了双光子偏振-频率混合纠缠初始态。随后，这些光子被分配到两个独立的用户终端，每个用户终端都进行退相干演化。
结论与启示
最终，通过经典通信，研究人员对检索到的量子比特执行适当的统一操作，以恢复传输的量子态，实现了接近90%的测量保真度。偏振态从不违反贝尔不等式，表明基于隐藏量子非定域性的量子隐形传态。
该方法提供了一种克服环境噪声的新方法，不同于传统的技术，如动态解耦和无退相干子空间，增强了对量子非局域性的理解。
这项研究不仅展示了中国在量子科技领域的最新成就，也为全球量子通信技术的发展提供了重要参考。