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潘建伟等首次实现反事实直接量子通信—新闻—

发布时间:2017-12-04 阅读:

  潘建伟等首次实现反事实直接量子通信 - 新闻 - 科学网

  中国科技大学潘建伟教授和同事彭成志,陈玉涛与清华大学马雄峰合作,首次在全球范围内实现了反事实上的直接量子通信,展示了图像的反事实传输本实验。最近,Direct?反事实沟通\\ \\ u0026 \\ u0026量子化芝诺(Zeno)效果\\ u0026 / \\ u0026 \\ u0026 \\ u0026“ PNAS \\ u0026 nbsp; \\ u0026 \\ u0026

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  有了日常生活的经验,任何信息的传递都需要通过信件,电磁波等物理载体来传递。然而,国际知名量子光学专家M. Suhail Zubairy在2013年提出的反实际直接量子通信解决方案, [物理学。 \\ u0026 Rev. \\ u0026 nbsp;快报。 \\ u0026 110, 170502 \\ u0026 nbsp; \\ u0026表明,即使在爱丽丝之间没有物理粒子交换的情况下也可以传递信息。和鲍勃来自双方。相反的是人们在日常生活中形成的直观理解。

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  反事实的直接量子通信本质上是光的波粒二象性的集中表现。该程序最初是受到1993年提出的炸弹测试模型的启发。如图1所示,即使只有一个光子遇到它,一个非常敏感的炸弹可能被放置在干涉仪的下臂,它被吸收并爆炸。为了检测炸弹的存在,可以将光子从A端发射到干涉仪中。如果炸弹不存在,由于干扰光子将不得不离开C端口;如果有炸弹存在,光子将通过下臂或通过上臂被炸弹吸收,并以相同的概率离开端口C或D.如此全面地说,如果最终在端口D处检测到光子,则该弹必须存在于干涉仪中。值得注意的是,在这里我们只发射一个光子。如果在D端口检测到这个光子,它不能通过干涉仪的下臂,但是我们得到的是炸弹存在的信息。这后来被称为无交互测量。在此基础上,量子zeno效应(quantum zeno effect)可以大大提高非相互作用测量的成功率。

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  图\\ u0026 \\ nbsp; 1没有交互测量图

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  具体到量子通信的反物理实现,其核心是一个嵌套的级联干涉仪。鲍勃\\是基于他需要传递的信息进行编码的,并且通过嵌套的量子zinoo效应,Alice?可以获得有关完整的信息鲍勃\\以类似于非相互作用的方式进行测量并且在过程中没有任何光子之间进行转换。爱丽丝\\ u0026 nbsp; \\ u0026鲍勃\\。祖拜里原来的计划是,等人。需要无数个干涉仪,这显然是不可能的。潘建伟团队认真分析和完善了原有的方案,使得反事实上的直接量子通信得以实现。一方面,使用可预测的单光子源和后期选择,利用更少的干涉仪可以获得完整的反事实性;另一方面,光子到达时间的被动筛选可以用来代替高速有源光开关。整个实验装置如图2所示。研究小组首次使用先进的相位稳定技术实现了技术突破,实现了复杂的嵌套和级联单光子干涉仪,并成功传输一个100kbit的像素中国节点图片正确的传输率为87%,如图3所示。该程序可以进一步开发的领域,如非交互式成像。

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  这项工作是量子通信领域的一个新尝试。既然提出了原创的理论工作,学术界对其内在机理的解释就有了不小的争议。然而正是这样的辩论推动了人们对自然的探索,让人们有机会深入地理解量子力学,这项工作经过了美国科学院学报的审稿人的一次新的实现“量子芝诺效应”为交流的“量子效应”提供了一些有用的信息, ;沟通)非常好玩的时间(非常有趣,适时)本作品被国际权威媒体的权威报道所覆盖,如英国物理学会的“物理世界”,“美国科学”,Phys.Org。

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  上述研究得到了国家自然科学基金,科技部,教育部和中国科学院的支持。

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  图\\ u0026 \\ nbsp; 2 \\ u0026;实验装置

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  图\\ u0026 \\ nbsp; 3 \\ u0026; 100 100 \\ nbsp;像素中国结图片传输结果

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  (合肥微尺度物理科学国家实验室物理学院量子信息与量子技术前沿创新中心研究部)

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  相关链接:

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  利用量子Zeno效应实现反事实直接量子通信论文:

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  http://www.pnas.org/content/114/19/4920

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  英国物理学会物理学世界报告:

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  http://physicsworld.com/cws/article/news/2017/may/18/particle-free-quantum-communication-is-achieved-in-the-lab

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  物理学家网络报道:

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  https://phys.org/news/2017-05-counterfactual-quantum.html

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  展开阅读:量子芝诺效应

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  当谈到量子Zeno效应时,我们从古希腊哲学家和数学家Zeno开始。在他的一生中,他提出了许多关于运动的不可分割性的哲学悖论。其中最着名的之一是飞行的永无止境的悖论。矛盾的是,在空中飞行的箭头实际上并没有移动。因为箭在每一刻都应该休息,所以无数的休息应该休息。这个结论显然不是在古典世界中确立的,这是一个逻辑悖论。芝诺的这个悖论在经典力学的框架中似乎是荒谬的,但在量子力学中是可能的。为了纪念古希腊哲学家,在微观量子系统中,我们称这种效应为量子芝诺效应。量子Zeno效应有一个非常具象但并非完全准确的例子:一个人会睡觉,如果另一个人不停地询问是否睡着了,想象一下,睡觉的人不会再睡了。事实上,这是描述一个物理系统是否被连续观察,它不会继续发展。

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