“我国科学家用新技术实现11公里量子纠缠“纯化””

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青岛新闻网社合肥1月13日电(记者徐海涛)量子纠缠是实现量子通信的重要基础，但纠缠态十分脆弱，容易消失。 最近，中国科技大学郭光灿院士团队李传锋、柳必恒研究组与南京邮电大学合作，用一种巧妙的方法将两组低纠缠度的纠缠态纯化为一对高纠缠度的纠缠态，并首次实现了11公里的远距离量子纠缠纯化，纯化效率达到了历史上的国际

量子纠缠态极其脆弱，环境噪声、光纤抖动等会导致纠缠纯度的降低，这是制约远程量子通信实现的重要技术障碍。

在实际的传输过程中，量子纠缠的纯度下降几乎是不可避免的。 虽然只有纠缠度比高的时候有用，但是太低就没用了。 李传锋教授说，他们最近设计了新的技术方案，试图将两组低纠缠度的纠缠态纯化为一对高纠缠度的纠缠态，以处理纯度下降的问题。

这种新的做法是科学家通过实验制造超纠缠光子对，一对光子可以具有两对纠缠状态，用11公里长的多芯光纤逐一纠缠，实施纯化操作。 实验结果表明，每个发射后偏振纠缠和路径纠缠的初始保真度约为0.665时，纯化的纠缠态保真度提高到0.774。 初期忠实度均约为0.771时，纯化后的忠实度提高到0.887。 将纠缠提纯逐个应用于量子密钥，可以将相对有效的密钥速率从0提高到0.371。

由于新方案只需要采用一对超纠缠光子对，该方案的纯化效率每秒约输出400对，比以往国际最高水平提高了6000倍以上。

这一成果迈出了纠缠提纯技术从实验室到应用的重要一步，极大地提高了提纯效率，为未来实现高效的远距离量子通信提供了技术保障。

国际知名学术杂志《物理评论快报》近日发表了这一成果。