重大突破！中國科學家實現地星間量子隱形傳態_風聞

近日，中國科學技術大學潘建偉、陸朝陽、劉乃樂等和奧地利維也納大學塞林格團隊共同於國際上首次成功做到高維度量子體系的隱形傳態。這是於1997年達成二維量子隱形傳態。研究至今，科學家第一次從理論與試驗上面將量子隱形傳態擴充到任意維數，為複雜量子機制的完好基態傳送和成長高效量子網絡打下了厚實的科學基礎。文章以編輯推薦的方式在8月15日出版直至國際影響力學術期刊《物理評論快報》上。

美國物理學會的Physics雜誌等國際性影響力學術及科普媒體對於該工作進行了專題亮點報道。 通過對光子、原子等微觀粒子的精確主動操縱，量子信息以一種變革性的手段針對知識開展字符、讀取和傳送，在信息安全和計算速率等領域可突破經典信息技術的難題。量子通訊是目前為數不多被證實無條件安全性的通信方法，能夠精確化解信息安全傳送難題。量子測量因為其超快的並行計算能力，預計作為密碼研究、大數據處理與材料研發等大規模測量問題獲取解決策略。量子隱形傳態能利用粒子糾纏將不明的量子態傳送到遠處目的地，而無須傳輸物質本身，是遠遠距離量子通訊與分佈式量子測量的主體特性模塊。 要純粹構建複雜量子物理系統的完備態傳輸，於是把它應用在可拓展的量子信息技術，量子隱形傳態需邁向多體、多客户端、少自由度、高維度和遠距離。真正的物理體系通常涵蓋多個粒子，每個粒子涵蓋多種分量，而每個分量又可以有多個維度。致力於此重大目標，潘建偉和同僚展開了多年探索和鑽研。

1997年，潘建偉與奧地利的同僚們首次做到了脱離光子偏振態的量子隱形傳態的試驗證明，該工作之後和倫琴找到X射線、愛因斯坦建立相對論、沃森和克里克發現DNA雙螺旋結構等衝擊全球的重要科技成果一起榮獲了《自然》雜誌“百年物理學21篇經典論文”。 2004年，潘建偉小組展示了終端對外開放的量子隱形傳態。2006年，該小組做到了兩光子複合系統的量子隱形傳態。

2015年，團隊構建了單光子多自由度的隱形傳態。2017年，根據墨子號量子科學實驗人造衞星，小組把量子隱形傳態的距離推進至千公里量級。 迄今為止，所有的量子隱形傳態試驗皆適用在量子態的二維子空間。高維量子態的隱形傳態用作完備傳送一個量子系統的之後一個待克服考驗，因為其可行性假説方案和試驗技術上的雙重艱難，依然懸而未決。 對於高維體系，因為其用以維度的平方項激增的貝爾態數目與逐漸增大的精細糾纏特徵，必需拓展出一套全新的合理假説提案。

在試驗技術上，高維貝爾態探測需要近似地構建獨立光子的高維量子態之間的操縱邏輯門，這亦是量子信息技術的無人區。應對這個關鍵問題需概念和試驗的同步科技。2014年，潘建偉、陸朝陽等進行多自由度量子隱形傳態試驗後，隨後投入了對於高維度議題的五年的潛心研究。在概念上，該小組首次指出了光子體系中可拓展到特定維度的貝爾態測量和量子隱形傳態計劃；

在試驗上，該小組導入一個額外輔助光子，拓展了高穩定性多通道方向干涉技術，奠定了數十光子多維度彼此相互作用的試驗先例，於此基礎上實現了高維度量子隱形傳態。該試驗中驗證了三維量子態的全部12個無偏基矢，測定了高維量子隱形傳態保真度為75%，以25個估算規範誤差超越了經典界限，嚴格證實了該流程的非經典性及高維特性。