最近幾天，中國科學技術(shù)大學郭光燦院士團隊在高維量子通信研究方面取得重要進展，實現(xiàn)了噪聲環(huán)境下的高效高維量子通信。

來自中國科學技術(shù)大學的消息稱，在本次實驗中，研究團隊首先利用多點泵浦的自發(fā)參量下轉(zhuǎn)換過程制備了雙光子多維路徑糾纏態(tài)，然后設(shè)計并實驗實現(xiàn)了一種多維量子態(tài)的多出口測量裝置，可以分別探測到多達8個輸出的兩個光子。

為了研究環(huán)境噪聲對高維量子通信的影響，課題組通過用LED照亮單光子探測器引入了環(huán)境雜散光，通過調(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，當噪聲較小時，高維全空間編碼可以達到最佳的編碼效率

具體來說，利用4維糾纏態(tài)和8維糾纏態(tài)，經(jīng)過糾錯和保密放大等后處理后，每對糾纏光子仍然可以獲得大于1比特的密鑰，超過了2維比特系統(tǒng)所能達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，實驗結(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)境下仍然可以實現(xiàn)高效的高維量子通信

實驗結(jié)果驗證了高維量子通信的優(yōu)勢，為在不同噪聲環(huán)境下實現(xiàn)高效的高維量子通信過程提供了可行的途徑。