最近幾天，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)郭光燦院士團(tuán)隊(duì)在高維量子通信研究方面取得重要進(jìn)展，實(shí)現(xiàn)了噪聲環(huán)境下的高效高維量子通信。

來(lái)自中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)的消息稱，在本次實(shí)驗(yàn)中，研究團(tuán)隊(duì)首先利用多點(diǎn)泵浦的自發(fā)參量下轉(zhuǎn)換過(guò)程制備了雙光子多維路徑糾纏態(tài)，然后設(shè)計(jì)并實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了一種多維量子態(tài)的多出口測(cè)量裝置，可以分別探測(cè)到多達(dá)8個(gè)輸出的兩個(gè)光子。

為了研究環(huán)境噪聲對(duì)高維量子通信的影響，課題組通過(guò)用LED照亮單光子探測(cè)器引入了環(huán)境雜散光，通過(guò)調(diào)節(jié)LED的亮度可以輕松調(diào)節(jié)環(huán)境噪聲。

據(jù)介紹，課題組以基于糾纏的量子密鑰分發(fā)為例結(jié)果表明，當(dāng)噪聲較小時(shí)，高維全空間編碼可以達(dá)到最佳的編碼效率

具體來(lái)說(shuō)，利用4維糾纏態(tài)和8維糾纏態(tài)，經(jīng)過(guò)糾錯(cuò)和保密放大等后處理后，每對(duì)糾纏光子仍然可以獲得大于1比特的密鑰，超過(guò)了2維比特系統(tǒng)所能達(dá)到的極限但伴隨著噪聲的增加，高維部分子空間編碼方法可以更好地抵抗噪聲的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果明顯優(yōu)于二維比特系統(tǒng)，從而保證了在高噪聲環(huán)境下仍然可以實(shí)現(xiàn)高效的高維量子通信

實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了高維量子通信的優(yōu)勢(shì)，為在不同噪聲環(huán)境下實(shí)現(xiàn)高效的高維量子通信過(guò)程提供了可行的途徑。