计算机系陈力军教授课题组在量子通信领域取得系列进展

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反事实量子通讯能够在量子信道上不传输任何量子确定性信号的前提下完了通讯职责,进而进一层升高了量子通讯的安全性。课题组职员建议了一种达成多方纠结分发的反事实方案。首先,使用双方反事实郁结分发取得光子-电子郁结对,再利用原子微腔系统取得光子-光子纠结对,这个光子-光子郁结对利用纠结分束器连接光子-电子纠结对,通过单光子的互相沟通,从而赢得多方的电子纠结,如图3所示。有关结果公布在【JOSA
B, 33: 663-669 。

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量子路由是量子网络中的必要器件。分歧于杰出互连网路由的“存款和储蓄-转载”方式,量子的不可克隆和消相干等风味使得存款和储蓄量子态是一项很难落到实处的技巧,由此优质互联网路由的情势不可能适用于量子通讯网络。课题组人士接受无忧愁度量和量子点本领提议了一种截然量子路由,该量子路由基于决定电子的叠加量子态将量子能量信号传输到分裂的输出端口(如图1.a和1.b所示)。别的,该方案不只能够适用于仅教导SAM可能OAM,仍可以适用于同一时候辅导SAM和OAM的单光子比特。课题组职员选拔串联的章程将轻便的1-2量子路由扩充到1-n的多级量子路由。钻探结果声明,依据不一样的电子调节态,量子实信号能够在不破坏量子态的根基上传输到准确的出口端口。有关结果发表在【Scientific
Reports, 6, 27033。

图4. “链式”量子芝诺效应的参数影响

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图2.
量子路由对同有的时候间教导SAM和OAM的单光子作用成功几率;多级量子路由的功成名就可能率。

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(Computer科学与本事系 科学技艺处)

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课题组人士提议了二种实现三方纠结分发的反事实方案,一种方案是使用光开关将三方分别与选取物质举行干涉,利用“链式”量子芝诺效应,三方以全体的反事实干涉可能率完结纠结分发职务,另一种方案是采用Michelson-type干涉仪调换两对纠结态,进而使得三方的光子处于郁结态,别的,由于方案中选拔的五个吸收物质相距非常远,该方案使得可完毕的纠缠分发间距加倍,如图4所示。有关结果刊登在【
Optics express, 23: 21193-21203 。

图1c

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图3. 多方纠葛分发的频率

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日前,小编校计算机科学与工夫系陈力军教师课题组在量子通讯世界获得一连串首要进展,建议了依据Spin
Angular Momentum 和Orbital Angular Momentum
的高维量子路由,上述斟酌结果为北齐灵炀帝度的广域量子通信网络的达成奠定了稳定的功底。

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该研讨专业得到了国家科学和技术协助安插、国家自然科学基金、西藏省科技(science and technology卡塔尔(قطر‎支撑安排和中大根基调研业务费等体系的捐助。

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图1. 适用于仅带领自旋角动量SAM光子的量子路由;
适用于仅指引轨道角动量OAM光子的高维量子路由;
适用于同一时候教导SAM和OAM光子的高维量子路由;
适用于同时引导SAM和OAM光子的不计其数高维量子路由。SAM/OAM phase
gate能够变动不一致门路上叠合态的相位差,进而使得Mach-Zehnder干涉仪依据分裂的相位差将光子传输至不一样的出口端口。

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图1a

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