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量子密码实验新进展--13km自由空间纠缠光子分发:朝向基于人造卫星的全球化量子通信 总被引:2,自引:0,他引:2
实验实现了纠缠光子对通过地面大气13km的自由空间分发.实验表明,纠缠光子在通过超过大气层等效厚度的距离之后,纠缠特性依然能够很好保持.文章作者观测了类空间隔Bell-CHSH不等式的破坏,其S值达到2.45±0.09.在这个基础上,我们利用分发的纠缠光子对演示了BB84-Ekert91量子密码协议.这个实验第一次验证了用纠缠光子对进行地面和卫星量子通信的可行性,为未来的基于人造卫星全球化量子通信打下坚实的基础.文章将首先回顾量子密码实验方面的最新进展,然后再详细介绍作者的实验. 相似文献
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量子纠缠是量子信息领域的核心资源,目前利用β型硼酸钡(BBO)晶体参量下转换制备的纠缠光子对的亮度较低,它直接制约了量子通信的最远距离,已无法满足星地实用化量子通信的发展需求.利用周期极化KTiOPO4晶体,采用准相位匹配技术设计产生了一种后选择的纠缠源,测得的符合计数达到了16×103s-1 mW-1,极化对比度达到27∶1,在亮度上比基于BBO的量子纠缠光源提高了一个数量级以上.这一高亮度的纠缠源可以广泛应用于量子密钥分发、量子隐形传态以及量子计算等新兴量子信息领域,为实现全球化量子通信提供了有力的保障. 相似文献
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随着量子信息科学的迅速发展,以光子为物理载体的量子纠缠源已成为量子非定域性检验、量子通信、量子计算以及量子精密测量等领域必不可少的资源和重要技术手段。利用非线性介质中的自发参量下转换过程,从早期的β相偏硼酸钡晶体到后来的基于准相位匹配的周期性极化晶体等,双光子极化纠缠源凭借其在亮度和品质方面的优势得到了快速发展,这为基于卫星平台的广域量子通信和量子物理的基础检验提供了可能。从基本原理出发,系统介绍了近年来面向空间平台应用的量子纠缠源的发展和最新成果,特别是以“墨子号”量子科学实验卫星为代表的星载量子纠缠源载荷;此外,对国际上近几年关于星载量子纠缠源的进展以及未来发展趋势也进行了较为全面的介绍和分析。 相似文献
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李少炜 范道金 龚明 叶杨森 陈厦微 吴玉林 关卉杰 邓辉 荣皓 黄合良 查辰 严凯 郭少俊 钱浩然 张海斌 陈福升 朱庆玲 赵有为 王石宇 应翀 曹思睿 余家乐 梁福田 徐昱 林金 郭成 孙丽华 李娜 韩廉琛 彭承志 朱晓波 潘建伟 《中国物理快报》2022,(3):11-28
The development of high-fidelity two-qubit quantum gates is essential for digital quantum computing. Here,we propose and realize an all-microwave parametric controlled-Z(CZ) gates by coupling strength modulation in a superconducting Transmon qubit system with tunable couplers. After optimizing the design of the tunable coupler together with the control pulse numerically, we experimentally realized a 100 ns CZ gate with high fidelity of 99.38%±0.34% and the control error being 0.1%. We note that ... 相似文献
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Faithful long-distance quantum teleportation necessitates prior
entanglement distribution between two communicated locations. The
particle carrying on the unknown quantum information is then
combined with one particle of the entangled states for Bell-state
measurements, which leads to a transfer of the original quantum
information onto the other particle of the entangled states. However
in most of the implemented teleportation experiments nowadays, the
Bell-state measurements are performed even before successful
distribution of entanglement. This leads to an instant collapse of
the quantum state for the transmitted particle, which is actually a
single-particle transmission thereafter. Thus the true distance for
quantum teleportation is, in fact, only in a level of meters. In the
present experiment we design a novel scheme which has overcome this
limit by utilizing fiber as quantum memory. A complete quantum
teleportation is achieved upon successful entanglement distribution
over 967 meters in public free space. Active feed-forward control
techniques are developed for real-time transfer of quantum
information. The overall experimental fidelities for teleported
states are better than 89.6%, which signify high-quality
teleportation. 相似文献
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