衛星助力全球量子通信網絡可行
中國科學技術大學合肥微尺度物質科學國家實驗室潘建偉院士及其同事,與中科院上海技術物理研究所組成的聯合研究團隊,在國際上首次成功實現了百公里量級的自由空間量子隱形傳態和糾纏分發,通過地基實驗堅實地證明了實現基于衛星的全球量子通信網絡的可行性,研究成果8月9日發表在國際權威學術期刊《自然》雜志上。
遠距離量子態隱形傳輸和糾纏分發是實現遠距離量子通信和分布式量子網絡必不可少的環節。由于自由空間因損耗小、可行性強的優點,可以實現超遠距離的遠距離量子態隱形傳輸和糾纏分發,再結合衛星的幫助,未來有可能實現全球化量子通信和大尺度量子力學基礎檢驗。
2005年,潘建偉小組在國際上首次實現了距離大于垂直大氣層等效厚度的自由空間雙向糾纏分發。經過多年努力,潘建偉小組為實現大尺度量子信息處理發展了一系列關鍵量子技術,并在大尺度量子信息處理方面取得了系列重要進展:在基于超高亮度量子糾纏源技術的基礎上,他們在國際上首次實現了八光子糾纏;在國際上首次實驗實現了拓撲量子糾錯,取得了可擴展容錯性量子計算領域的重要突破,同時,潘建偉小組還成功實現了長壽命、高讀出效率的量子存儲,朝著最終實現實用化的量子中繼器邁進了重要一步,上述成果論文均在《自然》雜志或其子刊上發表。
在上述系統技術的長期發展和積累基礎上,中科院聯合研究團隊2011年10月在青海湖首次成功實現了百公里量級的自由空間量子隱形傳態和雙向糾纏分發。該實驗證明,無論是從高損耗的地面指向衛星的上行通道量子隱形傳態,或是衛星指向兩個地面站的下行雙通道量子糾纏分發都是可行的,這為基于衛星的廣域量子通信和大尺度的量子力學基礎原理檢驗的實現奠定了堅實的技術基礎。