“墨子號”實驗首次實現1200公里地面站間量子態遠程傳輸

據介紹，千公里的距離為目前地表量子態傳輸的新紀錄，向構建全球化量子信息處理和量子通信網絡邁出重要一步。

相關研究成果于近日在線發表在國際知名學術期刊《物理評論快報》（Physical Review Letters）。

遠距離量子態傳輸是構建量子通信網絡的重要實現途徑之一，也是實現多種量子信息處理任務的必要元素。通過遠距離量子糾纏分發的輔助，量子態可通過測量然后再重構的方式完成遠距離的傳輸，傳輸距離在理論上可以是無窮遠。但在實現中，量子糾纏分發的距離和品質會受到信道損耗、消相干等因素的影響。如何不斷突破傳輸距離的限制，一直是該領域的重要研究目標之一。

利用星載糾纏源向遙遠的兩地先進行糾纏分發，再進行量子態的制備與重構，是實現遠距離量子態傳輸的最可能路徑之一。然而，由于大氣湍流的影響，光子在大氣信道中傳播后，實現基于量子干涉的量子態測量是非常困難的。

2016年，隨著世界首顆量子科學實驗衛星“墨子號”的成功發射，“墨子號”平臺為量子通信實驗提供了寶貴的糾纏分發資源。為了克服遠距離湍流大氣傳輸后的量子光干涉難題，實驗團隊利用光學一體化粘接技術和量子隱形傳態方案等，在相距1200公里的云南麗江站和德令哈地面站之間完成了遠程量子態的傳輸驗證。

該工作為未來構建全球化的量子信息處理網絡奠定了重要基礎。