日前從中國科學院獲悉,中國科學技術大學潘建偉院士及其同事陸朝陽、劉乃樂等組成的研究小組在國際上首次成功實現多自由度量子體系的隱形傳態,這是自1997年國際上首次實現單一自由度量子隱形傳態以來,科學家們經過18年努力在量子信息實驗研究領域取得的又一突破。2月26日,知名學術期刊《自然》雜志以封面標題的形式發表了這一最新研究成果。
今天,潘建偉以全國政協委員的身份,正在出席此間在北京召開的全國兩會。在接受中國青年報記者采訪時,潘建偉介紹,量子隱形傳態在概念上類似于科幻小說中的“星際旅行”,可以利用量子糾纏把量子態傳輸到遙遠地點,而無需傳輸載體本身。量子隱形傳態作為量子信息處理的基本單元,在量子通信和量子計算網絡中發揮著至關重要的作用。
潘建偉向記者打了一個形象的比喻:“我們從前看到《西游記》里講了‘筋斗云’、‘千里眼’、‘順風耳’?!Ю镅邸ⅰ橈L耳’老早就實現了,電話、手機,你可以聽到,還可以用Facetime看到很遠的地方。但是孫悟空的‘筋斗云’一直沒實現。”
后來,作為國際學術界研究熱點,量子隱形傳態又先后在包括如冷原子、離子阱、超導、量子點和金剛石色芯等諸多物理系統中得以實現。然而,以往所有的實驗實現都存在著一個根本的局限,即只能傳輸單個自由度的量子狀態,而真正的量子物理體系自然地擁有多種自由度的性質,即使是一個最簡單的基本粒子,如單光子,它的性質也包括波長、動量、自旋和軌道角動量等。多自由度的量子隱形傳態作為發展可拓展量子計算和量子網絡技術的必經途徑,成為近二十年來量子信息基礎研究領域的一個巨大挑戰。
該論文發表后,《自然》雜志專門邀請國際知名量子光學專家沃爾夫岡·迪特爾(Wolfgang Tittel)教授在同期的“新聞視角”(News and Views)欄目撰文評論,該教授稱:“該實驗實現為理解和展示量子物理的一個最深遠和最令人費解的預言邁出了重要的一步,并可以作為未來量子網絡的一個強大的基本單元?!?