中科大实现零容量量子信道的量子信息有效传输

2016-03-26中科

军民两用技术与产品 2016年1期

中国科学技术大学中国科学院量子信息重点实验室的研究人员在量子信道研究方面取得新进展，在实验上首次实现了零容量量子信道中量子信息的双向传输。

信道容量是通信领域最基本的问题，量子信道不仅可以传输经典信息，还可以传输私密信息和量子信息。标准的量子信道理论与经典理论类似，假定信道之间是相互独立的。保偏光纤具有极强的相位消相干作用，研究人员首先实验测定了单根120m左右长度的保偏光纤的量子容量为零，然后对两根相同的保偏光纤进行编码，构成了一个量子信道干涉仪，从而激活了量子容量为零的保偏光纤。激活后两个保偏光纤将不再独立，而是相互关联起来，构造出一个无消相干子空间，以进行量子信息传输。为了提高光纤噪声的关联度，实验中，研究人员将两根光纤缠绕在一起。实验显示，通过改变干涉仪内半波片的设置，可以实现量子信息在噪声信道中的单向传输或双向传输，两根量子容量为零的保偏光纤联合使用时的量子容量大于0.6。研究人员还进一步验证了量子纠缠在这种装置下传输的可靠性。

该项成果提供了一种在噪声信道中传输量子信息的有效方法，可用于不同量子系统的通讯和对接，为构建小型量子纠缠网络提供了新思路，也为丰富量子通讯理论框架提供了新的物理平台。