
华东师范大学团队把量子隐形传态从单路推到100路,还能随时重排。成果发在《物理评论快报》,题目是《Hundred-Channel Reconfigurable Quantum Teleportation》。通讯作者荆杰泰,第一作者娄彦博。他们传了一幅“Q”图像雅安股票配资,保真度超过对应的经典极限。
传的是量子态,不是物质
量子隐形传态不是隔空传物。用一对纠缠粒子,把A点的量子态信息转到B点:A点测量,结果经经典信道发给B点,B点照结果操作自己的纠缠粒子,重建原量子态。没有经典信道,这事干不成,所以它不超光速。
一束光劈成100路
以前的隐形传态实验基本一路一路传。要传多路,就得堆设备、堆测量、堆反馈,信道一多系统复杂度爆炸。
这个团队换思路:用空间光调制器显示计算机生成的全息图,把一束光整成10×10光学阵列,100个空间上自然分开的光斑,每个光斑就是一个独立信道。想改排布,更新全息图就行,这就是可重构。
纠缠源是热铷蒸气里的四波混频。他们把泵浦光整成平顶轮廓,让阵列各位置经历相近的非线性作用,保证100路一致。
全光前馈,一次干完
传统做法要逐信道测量、逐信道施加位移操作,100路就是100套。他们用全光前馈:把前馈光场和纠缠阵列另一半结合,一次性对100个信道完成位移操作,不用逐路测量和处理。
整条链路是10×10输入阵列、匹配的四波混频介质、对应的EPR纠缠阵列、全光并行位移。100个模式在同一个参量放大器里同时处理。

▲ 百通道可重构的“Q”图像量子隐形传态。图片来源:华东师范大学荆杰泰等人。
量子网络不能靠堆设备
量子网络落地,不能只有几个节点之间的点对点通信。未来一个节点可能同时处理几十上百个量子模式。每路都单独测量、反馈、操作,网络没建起来,设备先堆成山。
空间可扩展并行架构给的是另一条路:用自然空间分离的光学模式当信道,用同一个非线性介质并行处理,用全光方法并行反馈。扩展信道数量主要受泵浦功率限制,作者说更高功率激光器和锥形放大器能撑更大阵列。原理上通。
中国的另一条量子线
中国量子通信的主线是量子密钥分发。从墨子号到京沪干线,再到合肥、济南、北京城域网,主要用离散变量,单光子级别。
连续变量量子通信是另一条线。华东师大团队在这个方向积累多年,搞过轨道角动量复用、多自由度复用。这次改用自然空间分离的光学模式,模式之间天然隔离,操控和重构更简单。
两条路线不是谁替谁,面向不同场景,目标一样:把量子通信从实验室点对点演示,推向多节点、多用户、可扩展的网络。
100路并行隐形传态是朝这个方向迈的一步。当前10×10阵列受限于低噪声参量放大器的泵浦功率,下一步提功率、扩阵列。作者还想把这套架构用到隐形传态之外,比如制备更大规模量子态、跑其他并行量子信息协议。
量子通信的网络化,要的就是这种多信道并行、可重构、全光处理的基础件。100路是节点,不是天花板。
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