十年十倍!中國“墨子號”實現1200公里地表量子態傳輸新紀錄

新華社合肥5月6日電(記者徐海濤、陳諾)記者5月6日從中國科學技術大學獲悉,該校潘建偉院士同事彭承志陳宇翱、印娟利用墨子號”量子科學實驗衛星,近期首次實現了地球上相距1200公里兩個地面站之間的量子態遠程傳輸,向構建全球化量子信息處理和量子通信網絡邁出重要一步。

利用量子隱形傳態實現距離量子態傳輸,是構建量子通信網的重要途徑。但在實現過程中,量子糾纏分發的距離和品質會受到信道損耗、消相干等因素影響,如何突破傳輸距離限制,一直是國際量子通信研究核心問題之一。

中國發射的全球首顆量子科學實驗衛星“墨子號”,爲人類探索遠距離量子通信提供了新平臺。但受大氣湍流影響,光子在大氣信道中傳播後,實現基於量子干涉的量子態測量非常困難。

近期,潘建偉團隊創新性地將光學一體化粘接技術應用到空間量子通信領域,實現了具有超高穩定性的光干涉儀,無需主動閉環即可長期穩定,克服了遠距離湍流大氣傳輸後的量子光干涉難題。他們結合基於雙光子路徑偏振混合糾纏態的量子隱形傳態方案,在中國雲南麗江站和青海德令哈地面站之間完成了遠程量子態的傳輸驗證,並且在實驗中對六種典型的量子態進行了驗證,傳送保真度均超越了經典極限。

2012年,潘建偉團隊在國際上首次實現百餘公里自由空間量子隱形傳態。10年後,他們成功實現突破,創造了1200公里地表量子態傳輸的新世界紀錄

日前,國際權威學術期刊物理評論快報》發表了該成果審稿人認爲,“這個實驗比以前的實驗更具挑戰性,克服了重大技術挑戰,對未來量子通信應用具有重要意義。”