12月11日，2022年中國信息通信大會(huì)在成都召開。會(huì)上，中國通信學(xué)會(huì)發(fā)布了“2021中國通信學(xué)會(huì)信息通信領(lǐng)域重大科技進(jìn)展”，我校和中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)合作的成果“遠(yuǎn)距離高效量子糾纏純化”入選十項(xiàng)重大科技進(jìn)展。
量子通信可為國家信息安全提供保障。遠(yuǎn)距離量子通信需采用糾纏搭建通信信道，而量子糾纏在傳輸過程中受噪聲而退化，需采用糾纏純化的方法對(duì)退化的糾纏進(jìn)行提純。沃爾夫獎(jiǎng)獲得者美國科學(xué)院Bennett院士等率先提出量子糾纏純化理論。由于糾纏純化的重要性，糾纏純化吸引了包括狄拉克獎(jiǎng)獲得者Deutsch院士、兩位諾貝爾獎(jiǎng)獲得者Wineland院士、Zeilinger院士等在內(nèi)的一大批國際頂尖科學(xué)家的研究。現(xiàn)有的糾纏純化實(shí)驗(yàn)是Bennett院士糾纏純化理論在原子、光子系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)的原理性演示，它每次純化需采用兩對(duì)糾纏，即使純化成功也要破壞掉一對(duì)糾纏。
中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)郭光燦院士團(tuán)隊(duì)李傳鋒教授、柳必恒教授研究組與我校盛宇波教授、周瀾教授聯(lián)合團(tuán)隊(duì)提出了僅需要一對(duì)超糾纏光子的糾纏純化方案。在實(shí)驗(yàn)中制備出偏振和路徑分別處于糾纏態(tài)的超糾纏光子對(duì)，并在11公里長的多芯光纖里進(jìn)行糾纏分發(fā)，然后進(jìn)行量子糾纏純化操作。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，分發(fā)后的偏振糾纏和路徑糾纏初始保真度均為約0.665時(shí)，純化后保真度可以提升到0.774；初始保真度均為約0.771時(shí)，純化后保真度則可提升到0.887。他們還首次將糾纏純化用于量子密鑰分發(fā)，純化前糾纏態(tài)的糾纏度太低，產(chǎn)生的有效密鑰率為0，而經(jīng)過純化后有效密鑰率提升到0.371。由于只需要使用一對(duì)超糾纏光子對(duì)，該方案的純化效率比此前國際最高水平提升6000多倍。該成果邁出糾纏純化從實(shí)驗(yàn)室到遠(yuǎn)距離的關(guān)鍵一步，大幅提升了純化效率，還率先將糾纏純化用于量子密鑰分發(fā)，提升了安全密鑰率，為實(shí)現(xiàn)高效率量子中繼提供了有力的技術(shù)保障。
此前，該成果還被《人民日?qǐng)?bào)》、《科技日?qǐng)?bào)》頭版、以及央視新聞等以“我科學(xué)家實(shí)現(xiàn)11公里遠(yuǎn)距離量子糾纏純化”為題廣泛報(bào)道。
2021年度中國通信學(xué)會(huì)信息通信領(lǐng)域重大科技進(jìn)展遴選結(jié)果發(fā)布儀式
《科技日?qǐng)?bào)》報(bào)道
央視新聞報(bào)道
（撰稿：盛宇波、張毅華 初審：程勇、宋福明 編輯：王存宏 審核：張豐）