【我科学家首次实现远距离量子纠缠纯化】
采访人员12日从中国科学技术大学获悉 ， 该校郭光灿院士团队在量子通信和量子网络研究中取得重要进展：该团队李传锋、柳必恒研究组与南京邮电大学盛宇波等人合作 ， 利用高品质的超纠缠源 ， 首次实现了11公里的远距离量子纠缠纯化 ， 纯化效率比此前国际最好水平提升了6000多倍 。 研究成果已于近日发表在国际知名期刊《物理评论快报》上 。
量子中继是在噪声信道中实现长距离量子通信的重要途径 ， 而量子纠缠纯化是量子中继中的关键操作 ， 可以从两份纠缠度较低的纠缠态中提炼出一份纠缠度较高的纠缠态 。 此前的纠缠纯化协议都是利用两对低纠缠度的光子对实现 ， 而研究组与合作者提出了仅需一对超纠缠光子对的纠缠纯化方案 。
研究团队制备出偏振和路径分别处于纠缠态的超纠缠光子对 ， 并在11公里长的多芯光纤里进行纠缠分发 ， 然后进行量子纠缠纯化操作 。 结果表明 ， 分发后的偏振纠缠和路径纠缠初始保真度均为约0.665时 ， 纯化得到的纠缠态保真度可以提升到0.774；而初始保真度均为约0.771时 ， 纯化后的保真度则可提升到0.887 。 他们还首次将纠缠纯化用于量子密钥分发 ， 纯化前纠缠态的纠缠度太低 ， 产生的有效密钥率为0 ， 而经过纯化后 ， 有效密钥率则提升到0.371 。 此外 ， 由于只需要使用一对超纠缠光子对 ， 该方案的纯化效率（每秒大约输出400对）比此前国际最好水平提升了6000多倍 。
这一成果迈出了纠缠纯化从实验室平台到远距离的关键一步 ， 同时大幅提升了纠缠纯化效率 ， 为将来实现高效率的量子中继提供了有力的技术保障 。 （采访人员吴长锋）
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