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中外科学家合作在高噪声环境下实现高效的高维量子通信
2021-09-14 中国新闻网

  记者9月13日从中国科学技术大学获悉,该校郭光灿院士团队与奥地利Marcus Huber教授等人合作,在高噪声环境下实现高效的高维量子通信。

  该成果近日发表在国际知名期刊《物理评论快报》(Physical Review Letters)上。

  量子通信是量子信息领域最重要的应用之一。理论研究表明,相比二维体系,高维量子体系在信道容量和抗噪声能力上均具有明显优势,然而要在实验上实现高效的高维量子通信仍然存在挑战。

  近年来,郭光灿院士团队中的李传锋、柳必恒研究组致力于高维量子通信网络的实验研究,在高维纠缠的制备与传输等方面取得一系列进展,包括制备出世界上保真度最高的32维量子纠缠态,实现高维纠缠态在11公里光纤中的有效传输等。

  为了研究环境噪声对高维量子通信的影响,研究组采用LED对单光子探测器照射的办法引入环境杂散光,并以基于纠缠的量子密钥分发为例进行了实验研究。

  研究结果表明:在噪声较小时,高维全空间编码能取得最佳的编码效率。而随着噪声增大,采用高维子空间编码的方式则更能对抗噪声的影响,实验结果显著优于两维比特系统,从而保证在高噪声环境中依然能实现高效的高维量子通信。

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