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近日，美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所(NIST)的研究人員已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)在102km長(zhǎng)的光纖上實(shí)現(xiàn)量子隱形傳輸，是去年瑞士日內(nèi)瓦大學(xué)一科研組織所能達(dá)到25km的4倍，光纖中量子隱形傳輸刷新紀(jì)錄。
自由空間量子遠(yuǎn)距離隱形傳輸幾年之前就已能夠?qū)崿F(xiàn)，但是在光纖中實(shí)現(xiàn)同樣的過(guò)程卻極具挑戰(zhàn)性。主要是因?yàn)闆]有足夠靈敏用于接收數(shù)據(jù)的單光子探測(cè)器。
NIST團(tuán)隊(duì)，由來(lái)自日本NTT基礎(chǔ)研究實(shí)驗(yàn)室的訪問(wèn)學(xué)者Hiroki Takasue領(lǐng)導(dǎo)，使用四超導(dǎo)納米線單光子探測(cè)器(SNSPDs)實(shí)現(xiàn)這一創(chuàng)紀(jì)錄的量子隱形傳輸。SNSPDs探測(cè)器由無(wú)定型硅化鉬制成，探測(cè)效率在80%~86%之間。
研究人員將成對(duì)的糾纏光子分別置入15646.3nm的信號(hào)通道和1555.9nm的懶惰通道。信號(hào)和輸入光子穿過(guò)兩個(gè)SNSPDs探測(cè)器，同時(shí)信號(hào)通過(guò)色散位移光纖到達(dá)102km外的另一SNSPDs探測(cè)器。
該團(tuán)隊(duì)只采用部分組合下的量子態(tài)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，因此實(shí)際上，只用了占比小于25%的光子傳輸就產(chǎn)生了量子隱形傳輸。而且，實(shí)驗(yàn)中大約僅有1%的懶惰光子能夠穿過(guò)102km長(zhǎng)的光纖，所以該實(shí)驗(yàn)與2012年在加納利群島進(jìn)行的相距143km的量子隱形傳輸實(shí)驗(yàn)相比，效率較低。但是，NIST的實(shí)驗(yàn)成功之處在于它在83%的時(shí)間內(nèi)都能實(shí)現(xiàn)量子態(tài)的遠(yuǎn)距離傳輸。
科學(xué)家們希望，遠(yuǎn)距離量子態(tài)隱形傳輸方法能夠?qū)崿F(xiàn)量子中繼器的建立并最終帶來(lái)優(yōu)越的光纖網(wǎng)絡(luò)。
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