我國學者首次在城市光纖網絡中實現量子隱形傳態
為規模化量子通信網奠定基礎

新華社合肥9月20日電（記者 徐海濤）繼發射全球首顆量子通信衛星之後，中國科學技術大學潘建偉團隊與相關單位合作，近期在合肥量子城域通信試驗網上首次實現了預先糾纏分發的獨立量子源之間的量子態隱形傳輸，為我國未來構建可擴展的大規模量子網絡奠定了基礎。國際權威學術期刊《自然·光子學》9月19日發表了該成果。

量子隱形傳態是基於量子糾纏特性出現的一種新型通信方式。根據量子力學研究，一旦兩個量子之間産生了“糾纏”關係，那麼無論相隔多遠，一個量子的狀態發生變化，另一個也會瞬時相應變化。但要實現量子隱形傳態，必須達到糾纏態預分發、獨立量子源干涉和前置反饋三個要素，之前國際上還沒有任何一個量子隱形傳態實驗能同時滿足要求。

據了解，潘建偉團隊首先與清華大學合作開發了適合光纖網絡傳輸的時間相位糾纏光子源，然後通過發展皮秒級的遠程光同步技術和光纖布拉格光柵進行窄帶濾波，成功地解決了兩個獨立光子源之間的同步和干涉問題。同時，他們開發了針對遠距離光纖所造成的延遲和偏振漲落以及實驗系統的穩定性等問題的主動反饋系統。

最後，他們利用中科院上海微系統所開發的超導納米線單光子探測器，在全球首個規模化量子通信網——合肥量子城域通信網絡的30公里光纖上，實現了滿足上述三要素的量子隱形傳態實驗。

團隊成員張強介紹，現有的量子保密通信主要是通過量子密鑰對經典信息進行加密傳輸，但隨著技術的發展，最終的量子保密通信將會實現量子信息的傳輸，通過光纖網絡進行量子隱形傳態有望大大提高互聯網連接的安全性和強度。另外，如果將來有一天量子計算機問世，要進行複雜的量子信息處理，也需要在城域網中用量子隱形傳態來傳輸量子信息。

該實驗得到《自然·光子學》雜誌審稿人的高度評價，稱其“提供了一個符合未來量子通信網絡應用的藍圖”：“由於量子隱形傳態在眾多量子通信方案中扮演的重要角色，這樣的首次實驗驗證將是重要的里程碑。”