“墨子”实现1,200km地面站间量子态的远距离传输

6日，记者从中国科学技术大学获悉，潘建伟和他的同事、陈郁奥、尹娟等。利用墨子号量子科学实验卫星首次实现了相距1200公里的两个地球站之间的量子态远距离传输，向构建全球量子信息处理和量子通信网络迈出了重要一步。相关研究成果在线发表在国际知名学术期刊《物理评论快报》上。

远距离量子隐形传态通常可以通过量子隐形传态来实现，量子隐形传态是构建量子通信网络的重要方式之一，也是实现各种量子信息处理任务的必要元素。理论上，量子态传输距离可以无限大。但是量子纠缠分发的距离和质量会受到信道损耗、退相干等因素的影响。如何突破传输距离的限制一直是该领域的重要研究目标之一。

利用船上的纠缠源将纠缠分布到两个相距较远的地方，然后制备和重构量子态，是实现远距离量子态传输最可能的路径之一。然而，由于大气湍流的影响，光子在大气信道中传播后，很难实现基于量子干涉的量子态测量。在之前的实验中，量子态传输的产生者都是量子纠缠源的拥有者，所以不可能有第三方提供纠缠来实现分发后的量子态传输。随着2016年“墨子号”量子科学实验卫星的成功发射，为量子通信实验提供了宝贵的纠缠分发资源。

研究人员利用光集成键合技术实现了一种超高稳定性的光学干涉仪，不需要有源闭环就可以长期稳定。利用该技术的突破，结合基于双光子路径-偏振混合纠缠态的量子隐形传态方案，完成了云南丽江站与德令哈地面站之间的远程量子态传输验证。实验中验证了六种典型的量子态，传输保真度超过了经典极限。1000公里的距离是地表量子态传输的新纪录。

这项优秀的工作为未来构建全球量子信息处理网络奠定了重要基础。