In een studie gepubliceerd in Fysieke beoordelingsbrieven , een team onder leiding van academicus Guo Guangcan van de University of Science and Technology of China (USTC) van de Chinese Academy of Sciences (CAS) heeft vooruitgang geboekt in hoogdimensionale kwantumteleportatie. De onderzoekers demonstreerden de teleportatie van hoogdimensionale toestanden in een driedimensionaal zes-fotonensysteem.

Om onbekende kwantumtoestanden van de ene locatie naar de andere te verzenden, kwantumteleportatie is een van de belangrijkste technologieën om transmissie over lange afstanden te realiseren.

Vergeleken met tweedimensionale systemen, hoogdimensionale systeemkwantumnetwerken hebben de voordelen van een hogere kanaalcapaciteit en betere beveiliging. In de afgelopen jaren hebben steeds meer onderzoekers op het gebied van kwantuminformatie gewerkt aan het genereren van efficiënte generatie van hoogdimensionale kwantumteleportatie om efficiënte hoogdimensionale kwantumnetwerken te bereiken.

Al in 2016, de onderzoekers van USTC hebben experimenteel aangetoond dat non-lokaliteit kan worden geproduceerd uit contextualiteit van één deeltje door middel van correlaties met twee deeltjes die op zichzelf geen enkele Bell-ongelijkheid schenden, en gegenereerd high-fidelity driedimensionale verstrengeling. in 2020, 32-dimensionale kwantumverstrengeling en efficiënte distributie van hoog-dimensionale verstrengeling door 11 km glasvezel werden respectievelijk bereikt om een ​​solide basis te leggen voor schaalbare kwantumnetwerken.

In een lineair optisch systeem, hulpverstrengeling is de sleutel tot het realiseren van hoogdimensionale kwantumteleportatie. De onderzoekers maakten gebruik van de ruimtelijke modus (pad) om de driedimensionale toestanden te coderen waarvan is aangetoond dat ze extreem betrouwbaar zijn, en een hulpverstrengeld fotonenpaar gebruikt om de hoogdimensionale Bell-toestandsmeting (HDBSM) uit te voeren, demonstreren van de teleportatie van een driedimensionale kwantumtoestand met behulp van de ruimtelijke modus van een enkel foton.

In dit werk, de betrouwbaarheid van de teleportatieprocesmatrix zou 0,5967 kunnen bereiken, dat is zeven standaarddeviaties boven de trouw van 1/3, wat bewijst dat de teleportatie zowel niet-klassiek als echt driedimensionaal is.

Deze studie maakt de weg vrij om op afstand complexe kwantumsystemen te herbouwen en complexe kwantumnetwerken te bouwen. Het zal het onderzoek naar hoogdimensionale kwantuminformatietaken bevorderen. Verstrengeling-ondersteunde methoden voor HDBSM zijn haalbaar voor andere hoogdimensionale kwantuminformatietaken.