近日，中国科学院院士、中国科学技术大学教授郭光灿团队柳必恒研究组等，提出基于“随机存取码”的随机通信框架，在高维量子光学平台上实现高成功率的随机通信，并给出具有噪声鲁棒的高维纠缠认证方案。
量子通信被认为是未来信息科学的重要支柱，能够突破经典通信的性能极限，实现更高效、更安全的信息传输。但是，在高维量子系统中充分释放量子优势，通常依赖复杂的高维量子门操作和纠缠测量，在光子平台上实现这些操作极具挑战。目前，实验研究聚焦于二维或低维系统，高维纠缠的潜力未得到充分发挥，这影响量子密钥分发、随机数生成等前沿应用的推进，阻碍量子网络和未来量子互联网的发展。因此，在不依赖复杂纠缠测量和多光子辅助的前提下，实现可扩展的高维量子通信，成为亟待解决的核心科学问题。
针对高维纠缠测量难题，研究团队基于随机存取码，构建出一种随机通信协议。在共享n维纠缠的基础上，发送端仅通过高维移位操作与相位门（X、Z）对单光子编码两位信息x1x2；接收端无需执行纠缠测量，而是根据通信需求分别对两粒子实施Z⊗Z或X⊗X的单粒子测量。理论上，这一方案能够以确定性成功率S=1解码x1或x2。进一步，团队对共享纠缠的维度进行认证发现，该方法具备良好的噪声鲁棒性。
在实验实现方面，团队采用路径和偏振自由度混合编码构建八维子空间，提高了高维移位操作和构建高维测量的效率，展示出优越的可扩展性。基于共享的八维纠缠，通过全出口高维测量，实现对发送方编码信息的随机解码。实验测得成功率S=0.9729±0.0001，超过七维纠缠所达到的理论成功率上界0.9677，认证了所共享的纠缠态维度不低于八维。
这一研究规避了高维系统中复杂的纠缠测量操作，凸显了高维量子通信的优势，消除了长期制约高维量子实验发展的技术瓶颈，提供了一条可扩展、高噪声鲁棒的高维纠缠认证方法。同时，实验采用的“路径+偏振”混合自编码方案，具有良好的可扩展性以及与城际光纤的兼容性，为未来高维量子通信的实用化和长距离分发奠定了技术基础。
9月17日，相关研究成果在线发表在《物理评论快报》（Physical Review Letters）上。研究工作得到国家自然科学基金等的支持。
论文链接
基于随机存取码的通信框架
基于路径-偏振自由度编码的八维全出口测量量子光学平台
随即通信协议实验结果
“我们愿在中国式现代化的浪潮中为科技强国贡献一份青春力量！” “参与大赛这些年，看着我们在课堂里的知识笔记一步步变成了田野里的实践论文，感慨万分。” 11月13日，教育部在北京召开学习贯彻落实习近平总书记 党的十八大以来，我国教育对外开放积极谋求更高质量发展，取得显著成效，已成为推进教育强国建设的重要引擎。通过不断完善教育对外开放总体布局，统筹规划、重点推进，我国逐步形成了更全方位、更宽领 11月14日，在江苏省海安市墩头镇吉庆幼儿园“户外小厨房”内，小朋友们在老师的指导下，学习洗菜、切菜、炒菜、生火做饭等劳动技能，让孩子们在有趣的劳动教育中获取生活经验，提升自理自立能力。（中国 《中华人民共和国学前教育法》（以下简称学前教育法）第七章详细规定了各级政府及有关部门对学前教育在安全管理、收费管理、经费预算、督导问责、质量评估、信息公开等方面的监管责任，为解决实践 中国教育报-中国教育新闻网讯（记者 焦以璇）近日，上海师范大学天华学院举办第四届基础教育论坛，论坛以“战位铸魂，讲台育才：‘兵教师’师范生培养创新”为主题，展现了学院培养高质量“兵教师”的成果 中国教育报-中国教育新闻网讯（记者 陈欣然）日前，2024国际产学研用合作会议（资源开发与环境保护）暨京津冀协同发展地理科学论坛在天津师范大学举行。本次会议由教育部、天津市人民政府指导，教育部学 。本文链接：高维纠缠实现高效量子随机通信研究获进展http://www.sushuapos.com/show-12-1806-0.html
声明：本网站为非营利性网站，本网页内容由互联网博主自发贡献，不代表本站观点，本站不承担任何法律责任。天上不会到馅饼，请大家谨防诈骗！若有侵权等问题请及时与本网联系，我们将在第一时间删除处理。
上一篇： 科学家提出脑机接口“动态电极”
下一篇： 材料结构强韧化机理研究获进展