我国学者首次在城市光纤网络中实现量子隐形传态

中国科学技术大学潘建伟团队与相关单位合作，近期在合肥量子城域通信试验网上首次实现了预先纠缠分发的独立量子源之间的量子态隐形传输，为我国未来构建可扩展的大规模量子网络奠定了基础。

量子隐形传态是基于量子纠缠特性出现的一种新型通信方式。根据量子力学研究，一旦两个量子之间产生了“纠缠”关系，那么无论相隔多远，一个量子的状态发生变化，另一个也会瞬时相应变化。但要实现量子隐形传态，必须达到纠缠态预分发、独立量子源干涉和前置反馈三个要素，之前国际上还没有任何一个量子隐形传态实验能同时满足要求。

据了解，潘建伟团队首先与清华大学合作开发了适合光纤网络传输的时间相位纠缠光子源，然后通过发展皮秒级的远程光同步技术和光纤布拉格光栅进行窄带滤波，成功地解决了两个独立光子源之间的同步和干涉问题。同时，他们开发了针对远距离光纤所造成的延迟和偏振涨落以及实验系统的稳定性等问题的主动反馈系统。

最后，他们利用中科院上海微系统所开发的超导纳米线单光子探测器，在全球首个规模化量子通信网——合肥量子城域通信网络的30公里光纤上，实现了满足上述三要素的量子隐形传态实验。

团队成员张强介绍说，现有的量子保密通信主要是通过量子密钥对经典信息进行加密传输，但随着技术的发展，最终的量子保密通信将会实现量子信息的传输，通过光纤网络进行量子隐形传态有望大大提高互联网连接的安全性和强度。另外，如果将来有一天量子计算机问世，要进行复杂的量子信息处理，也需要在城域网中用量子隐形传态来传输量子信息。

国际权威学术期刊《自然·光子学》杂志审稿人高度评价称，这“提供了一个符合未来量子通信网络应用的蓝图”，“由于量子隐形传态在众多量子通信方案中扮演的重要角色，这样的首次实验验证将是重要的里程碑。”而国际量子信息学者弗里德里希·格罗斯汉斯称该工作“显示了在城域尺度上开展量子隐形传态在技术上具有可行性，毋庸置疑，今后许多有趣的量子信息实验将在此基础上展开。”