安徽日报】量子通信构筑信息之盾 2020-04-24

tuixiuustcer · 发表于 2020-4-24 21:52:06

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本报记者陈婉婉

量子科技是21世纪最尖端的科技之一。以当下最热门的量子通信为例子，它是以量子态作为信息单元以实现对信息的有效传送，具有绝对保密、通信容量大、传输速度快等优点，可以完成经典通信所不能完成的特殊任务，如构建无法破译的密钥系统等。随着5G时代到来，移动互联网流量预计将会出现井喷式增长，目前量子通信的发展势态强劲，相关配套设施与应用场景不断落地，增长空间广阔。

中国科学技术大学拥有名扬国际的量子科研顶尖团队。近日，该校郭光灿院士团队在量子通信实验方面取得重要进展，首次实现公里级三维轨道角动量的纠缠分发。

具有纠缠态的两个粒子无论相距多远，只要一个状态发生变化，另外一个也会瞬间发生变化——这就是神奇的量子纠缠。而量子纠缠作为量子通信、量子精密测量和量子计算等量子信息过程的重要资源，其长距离分发对于量子技术的实用化及量子物理基本问题的检验至关重要。

高维系统拥有更高的信道容量，更强的抗*听能力以及更有效的量子计算能力。光子的轨道角动量是近年来被广泛关注的高维系统，在维度扩展性方面极具优势。然而轨道角动量纠缠，易受大气湍流或光纤中模式串扰及模式色散的影响，在此之前仅能传输几米的距离，并且局限于二维纠缠的分发。

针对高维轨道角动量纠缠分发中面临的问题，中国科学技术大学团队李传锋、黄运锋研究组与其他学者合作，自主研发了适用于光子空分复用的少模光纤，设计了轨道角动量模式色散预补偿装置，首次在1公里光纤中实现了三维轨道角动量纠缠光子对的分发。分发后的量子态通过广义贝尔不等式的验证，得到3个标准偏差的不等式违背，验证了量子态的高维非局域性。针对在光纤中的模式色散退相干特性，研究组还提出了进一步扩展其维度和传输距离的实现方案。该成果为未来利用空间模式复用技术实现长距离的高维量子信息任务提供了可能性。

《安徽日报》（2020年04月24日7版）http://app.ahrb.com.cn/ahrb/layout/202004/24/node_07.html#c143891