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近日，中國科學技術大學潘建偉、張強等與中國科學院上海微系統(tǒng)與信息技術研究所、清華大學、上海交通大學等研究機構合作，在合肥量子城域通信試驗網(wǎng)上實現(xiàn)了預先糾纏分發(fā)的獨立量子源之間的量子態(tài)隱形傳輸，為未來可擴展量子網(wǎng)絡的構建奠定了堅實基礎。相關結果于9月19日在線發(fā)表在《自然-光子學》（Nature Photonics）上。
量子隱形傳態(tài)是一種傳遞量子狀態(tài)的重要通信方式，是可擴展量子網(wǎng)絡和分布式量子計算的基礎。在量子隱形傳態(tài)中，遙遠兩地的通信雙方首先分享一對糾纏粒子，其中一方將待傳輸量子態(tài)的粒子（一般來說與糾纏粒子無關聯(lián)）和自己手里的糾纏粒子進行貝爾態(tài)分辨，然后將分辨的結果告知對方，對方則根據(jù)得到的信息進行相應的幺正操作。糾纏態(tài)預先分發(fā)、獨立量子源干涉和前置反饋是量子隱形傳態(tài)的三個要素。在此之前，上還沒有任何一個量子隱形傳態(tài)實驗同時滿足上述所有要求。
潘建偉小組首先和清華大學合作開發(fā)了適合光纖網(wǎng)絡傳輸?shù)臅r間相位糾纏光子源，然后通過發(fā)展皮秒級的遠程光同步技術和使用光纖布拉格光柵進行窄帶濾波，成功地解決了兩個獨立光子源之間的同步和干涉問題；接著開發(fā)了針對遠距離光纖所造成的延遲和偏振漲落以及實驗系統(tǒng)的穩(wěn)定性等問題的主動反饋系統(tǒng)；zui后利用中科院上海微系統(tǒng)所開發(fā)的超導納米線單光子探測器，在合肥量子城域通信網(wǎng)絡的30公里鏈路上實現(xiàn)了滿足上述三要素的量子隱形傳態(tài)實驗。同日，《自然-光子學》也在線發(fā)表了加拿大Wolfgang Tit小組在Calgary的光纖網(wǎng)絡中利用獨立源的量子隱形傳態(tài)實驗結果（無預先糾纏分發(fā)和前置反饋）。
該實驗得到審稿人的高度評價，稱贊其“極大地推動了量子信息領域的研究”，“提供了一個符合未來量子通信網(wǎng)絡應用的藍圖”，“由于量子隱形傳態(tài)在眾多量子通信方案中扮演的重要角色，這樣的實驗驗證將是量子技術發(fā)展過程中的重要里程碑。”《自然-光子學》雜志專門邀請量子信息學者Frédéric Grosshans在同期的“新聞視角”（News and Views）欄目撰文，評論這項工作“顯示了在城域尺度上開展量子隱形傳態(tài)在技術上具有可行性，毋庸置疑，今后許多有趣的量子信息實驗將在此基礎上展開。”
量子隱形傳態(tài)實驗系統(tǒng)鳥瞰圖
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