中国科大团队在高噪声环境下实现高效的高维量子通信

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近日，中国科大郭光灿院士团队在高维量子通信研究中取得重要进展，在高噪声环境下实现了高效的高维量子通信。▲ 图片来源：中国科大中国科大消息显示，在本实验中，研究组首先利用多点泵浦的自发参量下转换过程制备出两光子多维（本实验中制备了 2、4、8 维）路径纠缠态，然后设计并实验实现了多维量子态的多出口测量装置，可分别对两个光子进行多达 8 输出的探测。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，通过调节 LED 的亮度即可方便的调节环境噪声的大小。据介绍，研究组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。具体而言，利用 4 维纠缠态和 8 维纠缠态，经过纠错和保密放大等后处理后，每对纠缠光子依然可以得到大于 1 比特的密钥，超越了两维比特系统所能达到的极限。而随着噪声增大，采用高维部分子空间编码的方式则更能对抗噪声的影