華東師大實(shí)現(xiàn)全光量子糾纏交換
近期,華東師大精密光譜科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室荊杰泰教授課題組在量子信息研究領(lǐng)域取得重要進(jìn)展,實(shí)現(xiàn)了全光量子糾纏交換協(xié)議。量子信息科學(xué)包括量子精密測(cè)量、量子通信以及量子計(jì)算三大領(lǐng)域,其旨在利用量子資源,實(shí)現(xiàn)高安全性、高保真度以及高容量信息處理方式。與量子隱形傳態(tài)和量子密集編碼協(xié)議一樣,量子糾纏交換協(xié)議也是量子信息科學(xué)中最重要的協(xié)議之一。由于利用量子糾纏交換協(xié)議可以使得兩個(gè)沒(méi)有直接相互作用的粒子發(fā)生糾纏,其被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)量子中繼構(gòu)建量子網(wǎng)絡(luò)的核心單元。 ![]() 《物理評(píng)論快報(bào)》(Physical Review Letters 128, 060503 (2022))刊登荊杰泰教授課題組研究成果 量子糾纏交換協(xié)議自1993年首次在理論上提出以來(lái),受到了量子信息領(lǐng)域的持續(xù)關(guān)注,在分離變量和連續(xù)變量領(lǐng)域均取得了重要研究進(jìn)展。在連續(xù)變量領(lǐng)域,實(shí)現(xiàn)量子糾纏交換需要采用基于光電和電光轉(zhuǎn)換的貝爾態(tài)測(cè)量,這極大限制了量子糾纏交換在構(gòu)建寬帶量子網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用。為了解決這一問(wèn)題,荊杰泰教授課題組提出并實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了一種無(wú)測(cè)量的全光量子糾纏交換協(xié)議。在該協(xié)議中,基于四波混頻過(guò)程的低噪聲光學(xué)參量放大器通過(guò)對(duì)輸入態(tài)的高增益放大,避免了使用光電和電光轉(zhuǎn)換,從而無(wú)測(cè)量地實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)方案中貝爾態(tài)測(cè)量的功能。該工作為實(shí)現(xiàn)量子糾纏交換提供了一種全光學(xué)模式,并為構(gòu)建無(wú)測(cè)量的全光寬帶量子網(wǎng)絡(luò)奠定了基礎(chǔ)。 |