不僅發(fā)射量子衛(wèi)星：中國(guó)量子通信基礎(chǔ)研究成果同樣雄厚

　　ICCSZ訊    中國(guó)首顆量子衛(wèi)星——中科院先導(dǎo)項(xiàng)目“量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星”將在近期發(fā)射，是與“量子保密通信京滬干線”建設(shè)幾乎同步取得的重大突破。其實(shí)不僅僅是在試驗(yàn)和應(yīng)用層面，在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域，中國(guó)量子通信也取得了可喜的進(jìn)展，達(dá)到了世界領(lǐng)先水平，并獲得了國(guó)際性的認(rèn)可。

　　在日前舉辦的“光纖通信50年高峰論壇”上，上海交通大學(xué)教授王壽泰透露，最近，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉、張軍等和英國(guó)牛津大學(xué)的同事合作，實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了68Gbps的高速量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，和此前的最快速率相比，提高了一個(gè)數(shù)量級(jí)。相關(guān)論文發(fā)表于儀器領(lǐng)域權(quán)威期刊《科學(xué)儀器評(píng)論》。

　　同時(shí)，美國(guó)著名的科技評(píng)論雜志MIT Technology Review以“世界最快的量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器在中國(guó)誕生(World's Fastest Quantum Random Number Generator Unveiled in China)”為題，對(duì)該項(xiàng)工作進(jìn)行了報(bào)道。該成果為未來(lái)超高速量子密碼系統(tǒng)的量子隨機(jī)數(shù)需求提供了可行的解決方案。

　　中科院則發(fā)展出了“非摧毀性的測(cè)量技術(shù)”。經(jīng)過(guò)多年艱苦努力，中國(guó)研究人員成功制備了國(guó)際上最高亮度的自旋-軌道角動(dòng)量超糾纏源、高效率的軌道角動(dòng)量測(cè)量器件，突破了以往國(guó)際上只能操縱兩光子軌道角動(dòng)量的局限，搭建了6光子11量子比特的自旋-軌道角動(dòng)量糾纏實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，從而首次讓一個(gè)光子的“自旋”和“軌道角動(dòng)量”兩項(xiàng)信息能同時(shí)傳送。

　　王壽泰教授的論文顯示，該實(shí)驗(yàn)成果得到了《自然》雜志審稿人的高度評(píng)價(jià)，他們一致稱贊該工作“絕對(duì)新穎、重要，處于當(dāng)前量子光學(xué)和量子信息領(lǐng)域的最前沿，可以認(rèn)為是一個(gè)偉大的成就”、“在1997年單個(gè)自由度量子隱形傳態(tài)實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)的18年之后的2015年，這個(gè)工作從基本概念上將量子隱形傳態(tài)提升到了一個(gè)新的水平”、“非常有趣，意義重大，且具有極其苛刻的技術(shù)難度”。

　　由于該成果的重要性，《自然》雜志專門邀請(qǐng)國(guó)際知名量子光學(xué)專家Wolfgang Tittel教授在同期的“新聞視角”(News and Views)欄目撰文評(píng)論：“該實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)為理解和展示量子物理的一個(gè)最深遠(yuǎn)和最令人費(fèi)解的預(yù)言邁出了重要的一步，并可以作為未來(lái)量子網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)強(qiáng)大的基本單元”。

　　中國(guó)科技大學(xué)潘建偉、陸朝陽(yáng)等與華盛頓大學(xué)許曉棟、香港大學(xué)姚望合作，在國(guó)際上首次在類石墨烯單原子層半導(dǎo)體材料中發(fā)現(xiàn)非經(jīng)典單光子發(fā)射，連接了量子光學(xué)和二維材料這兩個(gè)重要領(lǐng)域，打開(kāi)了一條通往新型光量子器件的道路。該工作于2015年5月5日在線發(fā)表在《自然·納米技術(shù)》上。同期的“新聞視角”欄目撰文評(píng)論該工作“開(kāi)辟了一個(gè)新的研究領(lǐng)域”。

　　此外，王壽泰教授的論文還介紹了東南大學(xué)的余旭濤等提出用于基于糾纏態(tài)的無(wú)線Mesh量子通信網(wǎng)絡(luò)的路由方法;中國(guó)科技大學(xué)的劉肖等人研制了窄線寬高維度量子糾纏光源產(chǎn)生裝置;哈爾濱理工大學(xué)的張光宇等人制得了基于擴(kuò)束鏡-平面鏡-望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)的樓宇間量子通信裝置;山東量子科技研究院的趙梅生等提出的量子密鑰傳輸控制方法;四川師范大學(xué)的彭家寅等人提出的未知任意二粒子的雙向受控量子隱形傳態(tài)的方法。

　　華南師范大學(xué)的郭幫紅等人提出的多自由度混合糾纏W態(tài)光子的產(chǎn)生系統(tǒng)及方法;浙江神州量子網(wǎng)絡(luò)科技公司的夏從俊提出的實(shí)用化三方量子通信方法及系統(tǒng);河南理工大學(xué)的王新良等人提出的基于量子通信的礦井高壓電網(wǎng)短路故障位置自動(dòng)識(shí)別方法;長(zhǎng)春大學(xué)的朱德新等人研制的量子保密通信電話用戶終端擴(kuò)展網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)等。

　　對(duì)于量子信息領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，量子通信正在產(chǎn)業(yè)化，且深刻改變相關(guān)行業(yè)。特別有利的條件是對(duì)此領(lǐng)域的研究能夠得到穩(wěn)定和強(qiáng)力的資助，可望在量子保密通信產(chǎn)業(yè)化完成之后，其他的量子計(jì)算、全量子網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域也將能夠逐漸走向成熟并開(kāi)始實(shí)用化。而雄厚的基礎(chǔ)研究成果，則為量子通信走向商用、領(lǐng)先世界打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。