中国“墨子号”首次实现1200公里地面站间量子态远程传输
中国“墨子号”首次实现1200公里地面站间量子态远程传输，团队成功实现突破，刷新了1200公里地表量子态传输的新纪录。中国“墨子号”首次实现1200公里地面站间量子态远程传输。
中国“墨子号”首次实现1200公里地面站间量子态远程传输1从中国科学技术大学获悉，该校潘建伟院士及同事彭承志、陈宇翱、印娟等利用“墨子号”量子科学实验卫星，近期首次实现了地球上相距1200公里两个地面站之间的量子态远程传输，向构建全球化量子信息处理和量子通信网络迈出重要一步。
利用量子隐形传态实现远距离量子态传输，是构建量子通信网的重要途径。但在实现过程中，量子纠缠分发的距离和品质会受到信道损耗、消相干等因素影响，如何突破传输距离限制，一直是国际量子通信研究的核心问题之一。
中国发射的全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”，为人类探索远距离量子通信提供了新平台。但受大气湍流影响，光子在大气信道中传播后，实现基于量子干涉的量子态测量非常困难。
在西藏阿里观测站，“墨子号”量子科学实验卫星过境，科研人员在做实验（2016年12月10日摄，合成照片）。新华社记者 金立旺 摄
近期，潘建伟团队创新性地将光学一体化粘接技术应用到空间量子通信领域，实现了具有超高稳定性的光干涉仪，无需主动闭环即可长期稳定，克服了远距离湍流大气传输后的 ……此处隐藏1346个字……距离的限制，一直是该领域的重要研究目标之一。
利用星载纠缠源，向遥远的两地先进行纠缠分发，再进行量子态的制备与重构，是实现远距离量子态传输的'最可能路径之一。然而，由于大气湍流影响，光子在大气信道中传播后，要实现基于量子干涉的量子态测量是非常困难的。
在以往实验中，量子态传输的制备方都是量子纠缠源的拥有者，无法真正意义上由第三方提供纠缠来实现先分发后传态的量子态传输。2016年，随着“墨子号”量子科学实验卫星成功发射，研究团队首先实现了千公里的双站纠缠分发，“墨子号”平台为量子通信实验提供了宝贵的纠缠分发资源。
墨子号量子通信卫星模型，图片来自人民视觉
此次，为了克服远距离湍流大气传输后的量子光干涉难题，实验团队利用光学一体化粘接技术实现了具有超高稳定性的光干涉仪，无需主动闭环即可长期稳定。利用该技术突破，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，在云南丽江站和德令哈地面站之间完成了远程量子态的传输验证。实验中对六种典型的量子态进行了验证，传送保真度均超越了经典极限。
前述研究实现的千公里距离成为目前地表量子态传输的新纪录，为未来构建全球化的量子信息处理网络奠定了重要基础。审稿人评价，“这个实验比以前实验更具挑战性，克服了重大的技术挑战，对未来量子通信的应用具有重要意义。”
千公里量子态传输，图片来自中科大
论文共同第一作者为中科大博士后李波和副研究员曹原。前述研究获得中科院、国家自然科学基金委、科技部、安徽省、上海市等支持。
