中国科大实现11公里远距离量子纠缠纯化

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2021-05-31

记者从中国科大获悉,近日,该校郭光灿院士团队李传锋、柳必恒研究组与南京邮电大学盛宇波等人合作,利用高品质的超纠缠源,首次实现11公里远距离量子纠缠纯化,纯化效率比此前国际最好水平提升6000多倍。

量子中继是在噪声信道中实现长距离量子通信的重要途径,而量子纠缠纯化是量子中继中的关键操作,利用量子纠缠纯化操作可以从两份纠缠度较低的纠缠态中提炼出一份纠缠度较高的纠缠态。

此前的纠缠纯化协议都是利用两对低纠缠度的光子对实现,而中国科大研究团队与合作者提出仅需一对超纠缠光子对的纠缠纯化方案。 中国科大联合团队在实验上制备出偏振和路径分别处于纠缠态的超纠缠光子对,并在11公里长的多芯光纤里进行纠缠分发,然后进行量子纠缠纯化操作。

实验结果表明,分发后的偏振纠缠和路径纠缠初始保真度均为约时,纯化后保真度可以提升到;初始保真度均为约时,纯化后保真度则可提升到。

他们还首次将纠缠纯化用于量子密钥分发,纯化前纠缠态的纠缠度太低,产生的有效密钥率为0,而经过纯化后有效密钥率提升到。

该成果日前发表于《物理评论快报》,迈出纠缠纯化从实验室到远距离的关键一步。