經(jīng)過多年研究攻關(guān)，我國科學(xué)家日前在國際上首次成功實(shí)現(xiàn)高維度量子體系的隱形傳態(tài)，為發(fā)展高效量子網(wǎng)絡(luò)奠定了堅(jiān)實(shí)的科學(xué)基礎(chǔ)。近日，國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《物理評論快報(bào)》發(fā)表了這一最新研究成果，并稱其是“量子通信領(lǐng)域的一個(gè)里程碑”。

中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授潘建偉介紹，量子隱形傳態(tài)，是一種全新的通信方式，類似于科幻電影中的星際穿越。它能借助量子糾纏這一特性，將未知的量子態(tài)傳輸?shù)竭b遠(yuǎn)地點(diǎn)，而不用傳送物質(zhì)本身，是遠(yuǎn)距離量子通信和分布式量子計(jì)算的核心功能單元。

在自然世界中，真實(shí)的物理體系往往包括多個(gè)粒子，每個(gè)粒子包含多種自由度，而每個(gè)自由度又可以有多個(gè)維度。要真正實(shí)現(xiàn)復(fù)雜量子物理系統(tǒng)的完整態(tài)傳輸，并把它應(yīng)用于可擴(kuò)展的量子信息技術(shù)，量子隱形傳態(tài)就需要走向多體、多終端、多自由度、高維度和遠(yuǎn)距離。

1997年，國際上首次報(bào)道了單一自由度量子隱形傳態(tài)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，入選了“百年物理學(xué)21篇經(jīng)典論文”；2006年，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉院士團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了兩光子復(fù)合系統(tǒng)的量子隱形傳態(tài)；2015年，該研究團(tuán)隊(duì)首次在世界上成功實(shí)現(xiàn)了單光子多自由度的隱形傳態(tài)。

在理論創(chuàng)新的基礎(chǔ)上，潘建偉研究團(tuán)隊(duì)發(fā)展高穩(wěn)定性多通道路徑干涉技術(shù)，開創(chuàng)了多光子多維度相互作用的實(shí)驗(yàn)先河，成功實(shí)現(xiàn)了高維度量子隱形傳態(tài)，并嚴(yán)格證明了該過程的非經(jīng)典性以及高維特性。

美國物理學(xué)會(huì)等發(fā)表評論稱，這一成果為傳輸粒子的完整量子態(tài)鋪平了道路，也為發(fā)展可擴(kuò)展的量子計(jì)算和量子網(wǎng)絡(luò)技術(shù)奠定了堅(jiān)實(shí)的科學(xué)基礎(chǔ)。