我實現零容量信道量子資訊有效傳輸
- 發佈時間：2016-01-16 01:29:51 來源：科技日報 責任編輯：羅伯特
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科技日報訊 （記者吳長鋒 通訊員楊保國）中科院量子資訊重點實驗室李傳鋒、許金時研究組與其合作者，在實驗中首次實現了零容量量子信道中量子資訊的雙向傳輸，突破了以前標準的量子信道理論，該成果近日發表在《科學》子刊《科學·進展》上。
信道容量是指信道在噪聲環境下有效傳輸資訊的能力，是通訊領域最基本的問題。量子信道不僅可以傳輸經典資訊，還可以傳輸私密資訊和量子資訊，每種情況對應一個信道容量。標準的量子信道理論與經典理論相似，都是假定信道之間是相互獨立的，但真實的量子信道並非如此。
李傳鋒、許金時等人選擇保偏光纖進行深入研究。保偏光纖具有極強的相位消相干，原本不能用來有效傳輸量子資訊。研究組利用量子通訊領域最近發展的理論工具來度量光纖的信道容量。他們首先實驗測定一根120米左右長度的保偏光纖的量子容量為零，即一次性使用單根保偏光纖是不能傳輸量子資訊的。隨後他們對兩根相同的保偏光纖進行編碼，構成一個量子信道干涉儀，從而把量子容量為零的保偏光纖激活。激活後兩個保偏光纖不再獨立，而是相互關聯起來構成一個無消相干子空間，從而有效地進行量子資訊傳輸。
為了提高光纖噪聲的關聯度，他們將兩根光纖纏繞在一起，實驗測得兩根量子容量為零的保偏光纖聯合使用時的量子容量大於0.6（理想的量子信道容量為1）。量子信道干涉儀內有兩個輸入口和兩個輸出口，通過改變干涉儀內半波片的設置，可以實現量子資訊在噪聲信道中的單向傳輸或雙向傳輸。
本成果為構建小型量子糾纏網路提供了新思路。
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