中外科学家合作在高噪声环境下实现高效的高维量子通信

中新社合肥9月13日电 (记者 吴兰)记者13日从中国科学技术大学获悉，该校郭光灿院士团队与奥地利Marcus Huber教授等人合作，在高噪声环境下实现高效的高维量子通信。

该成果近日发表在国际知名期刊《物理评论快报》(Physical Review Letters)上。

量子通信是量子信息领域最重要的应用之一。理论研究表明，相比二维体系，高维量子体系在信道容量和抗噪声能力上均具有明显优势，然而要在实验上实现高效的高维量子通信仍然存在挑战。

近年来，郭光灿院士团队中的李传锋、柳必恒研究组致力于高维量子通信网络的实验研究，在高维纠缠的制备与传输等方面取得一系列进展，包括制备出世界上保真度最高的32维量子纠缠态，实现高维纠缠态在11公里光纤中的有效传输等。

为了研究环境噪声对高维量子通信的影响，研究组采用LED对单光子探测器照射的办法引入环境杂散光，并以基于纠缠的量子密钥分发为例进行了实验研究。

研究结果表明：在噪声较小时，高维全空间编码能取得最佳的编码效率。而随着噪声增大，采用高维子空间编码的方式则更能对抗噪声的影响，实验结果显著优于两维比特系统，从而保证在高噪声环境中依然能实现高效的高维量子通信。(完)