中國科學家實現相距1公里的高維量子糾纏分發

記者從中國科學技術大學獲悉，該校郭光燦院士團隊近期在量子通信實驗方面取得重要進展。團隊中的李傳鋒、黃運鋒研究組與暨南大學教授李朝暉、中山大學教授余思遠等合作，首次實現了相距1公里的三維軌道角動量糾纏分發，為實現長距離的高維量子資訊任務提供了可能。國際知名學術期刊《光學》日前發表了該研究成果。

量子之間的"糾纏"是實現量子通信、量子測量和量子計算的重要基礎，實現量子糾纏的長距離分發，對量子技術的實用化和量子物理研究非常重要。光子的軌道角動量是近年來被廣泛關注的高維量子系統，但受技術水準限制，之前國際學界僅能實現幾米長的傳輸距離，並且局限於二維糾纏的分發。

針對一系列技術難題，近期李傳鋒、黃運鋒研究組與暨南大學、中山大學研究組合作，自主研發了適用於光子空分複用的少模光纖，設計了軌道角動量模式色散預補償裝置，首次在1公里光纖中實現了三維軌道角動量糾纏光子對的分發。

分發後的量子態通過廣義貝爾不等式的驗證，得到了3個標準差的不等式違背，驗證了量子態的高維非局域性。針對在光纖中的模式色散退相干特性，研究組還提出了進一步擴展維度和傳輸距離的實現方案。他們的這項研究，為未來利用空間模式複用技術，實現長距離的高維量子資訊任務提供了可能性。