集微網訊息，近日，中國科大郭光燦院士團隊在高維量子通訊研究中取得重要進展，在高噪聲環境下實現了高效的高維量子通訊。

圖片來源：中國科大

中國科大訊息顯示，在本實驗中，研究組首先利用多點泵浦的自發參量下轉換過程製備出兩光子多維（本實驗中製備了2、4、8維）路徑糾纏態，然後設計並實驗實現了多維量子態的多出口測量裝置，可分別對兩個光子進行多達8輸出的探測。為了研究環境噪聲對高維量子通訊的影響，研究組採用LED對單光子探測器照射的辦法引入環境雜散光，透過調節LED的亮度即可方便的調節環境噪聲的大小。

據介紹，研究組以基於糾纏的量子金鑰分發為例進行了實驗研究。研究結果表明：在噪聲較小時，高維全空間編碼能取得最佳的編碼效率。具體而言，利用4維糾纏態和8維糾纏態，經過糾錯和保密放大等後處理後，每對糾纏光子依然可以得到大於1位元的金鑰，超越了兩維位元系統所能達到的極限。而隨著噪聲增大，採用高維部分子空間編碼的方式則更能對抗噪聲的影響，實驗結果顯著優於兩維位元系統，從而保證在高噪聲環境中依然能實現高效的高維量子通訊。

該成果實驗驗證了高維量子通訊的優勢，併為不同大小噪聲環境下實現高效的高維量子通訊過程提供了可行的途徑。（校對/小北）