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中科大高维量子通信重要进展:量子隐形传态

2020-12-20 10:24 次阅读

据中国科学技术大学官网发布,中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,该团队李传锋、柳必恒研究组利用六光子系统实验实现了高效的高维量子隐形传态。该成果 2020 年 12 月 2 日发表在国际知名期刊《物理评论快报》上。

IT之家获悉,量子隐形传态是建立远距离量子网络的关键技术之一。相比二维系统,高维量子网络具有更高的信道容量、更高的安全性等优点,受到人们的广泛关注。如何实现高效的高维量子隐形传态,从而实现高效的高维量子网络是当前量子信息领域的研究热点之一。

为了实现高维量子通信,李传锋、柳必恒等人从 2016 年开始采用光子的路径自由度编码,解决了路径比特的相干性问题 [PRL 117, 220402 (2016)],制备出了高保真度的三维纠缠态 [PRL 117, 170403(2016)];解决路径维度扩展问题,实现了 32 维量子纠缠态 [PRL 125, 080503 (2020)];解决路径自由度的传输问题,实现了高维量子纠缠态在 11 公里光纤中的有效传输 [Optica 7, 738 (2020)]等。研究组从 2017 年起开始了高维量子隐形传态的实验研究。然而理论研究表明,在线性光学体系中,必须采用辅助粒子才能实现高维量子隐形传态。

为了实现高维量子隐形传态,研究组首先巧妙的提出了纠缠辅助的方式,利用 log2d-1 个辅助纠缠光子对就可以高效的实现 d 维的量子隐形传态,从而解决了资源消耗问题。然后实验上利用主动反馈技术实现路径间的相位锁定,干涉可见度在 45 小时内保持在 0.98 的水平,从而利用六光子系统实现了三维的量子隐形传态。研究组对三维量子隐形传态过程做了过程层析,保真度达到 0.596,以 7 个标准差超过了经典极限值 1/3,证实了三维量子隐形传态过程的量子特性。高效的高维量子隐形传态的实现为构建高效的高维量子网络打下坚实的基础。

文章共同第一作者为中科院量子信息重点实验室特任副研究员胡晓敏和张超。本研究得到科技部、国家基金委、中国科学院、安徽省的支持。

20201219141319_8239.jpg

图 1、纠缠辅助的高维量子隐形传态示意图

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图 2、三维量子隐形传态的实验装置图

责任编辑:haq

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PEX 9716 16通道,5端口,PCI Express Gen3 ExpressFabric平台

PEX 9765 65通道,17端口,PCI Express Gen3 ExpressFabric平台

Broadcom通过ExpressFabric计划和硬件和软件平台扩展了PCIe的范围,用作数据中心和云计算的结构。 ExpressFabric可以消除机架内昂贵的桥接设备,例如将本机PCIe转换为以太网并返回PCIe的适配卡。然而,ExpressFabric可与机架内使用的其他标准以及机架到机架的连接无缝协作。业界首款ExpressFabric平台可实现基于Gen3 PCI Express的高性能,低延迟,可扩展,经济高效的结构功能。该平台提供了与标准SR-IOV或多功能设备共享I / O的能力,并允许多个主机使用标准PCIe枚举驻留在单个基于PCIe的网络上 - 这是PCIe设备以前无法提供的功能。主机通过类似以太网的DMA进行通信,并使用标准主机,端点和应用软件进行通信。...
发表于 07-04 10:18 177次 阅读
PEX 9765 65通道,17端口,PCI Express Gen3 ExpressFabric平台

PEX 9749 49通道,13端口,PCI Express Gen3 ExpressFabric平台

Broadcom通过ExpressFabric计划和硬件和软件平台扩展了PCIe的范围,用作数据中心和云计算的结构。 ExpressFabric可以消除机架内昂贵的桥接设备,例如将本机PCIe转换为以太网并返回PCIe的适配卡。然而,ExpressFabric可与机架内使用的其他标准以及机架到机架的连接无缝协作。业界首款ExpressFabric平台可实现基于Gen3 PCI Express的高性能,低延迟,可扩展,经济高效的结构功能。该平台提供了与标准SR-IOV或多功能设备共享I / O的能力,并允许多个主机使用标准PCIe枚举驻留在单个基于PCIe的网络上 - 这是PCIe设备以前无法提供的功能。主机通过类似以太网的DMA进行通信,并使用标准主机,端点和应用软件进行通信。...
发表于 07-04 10:18 125次 阅读
PEX 9749 49通道,13端口,PCI Express Gen3 ExpressFabric平台

PEX 8311 x1 Lane PCI Express Bridge,21 x 21mm PBGA

ExpressLane™ PEX 8311单通道PCI Express(PCIe)至32位,66MHz通用本地总线桥接器提供这两种标准之间的完整协议转换。该设备使用户能够为各种应用添加可扩展的高带宽互连,包括通信线卡,监控系统,工业控制,IP媒体服务器和医疗成像。许多嵌入式系统设计,Root Complex或基于EndPoint,现在利用PCI现在可以轻松迁移到PCIe。 PCIe接口符合PCI Express规范r1.0a。此外,该桥具有双独立的全功能DMA引擎,可从本地处理器卸载将数据从桥的一侧移动到另一侧所涉及的开销任务。吞吐量增强功能(如预读模式,可编程读取预取计数器和深度FIFO缓冲器)允许零等待状态突发速率高达264MB /秒。其他增强功能,如即时端接交换,多个GPIO和邮箱/门铃寄存器,增强了设计的易用性。 PEX 8311采用21 x 21mm 337引脚PBGA封装。该器件采用无铅封装。...
发表于 07-04 10:18 374次 阅读
PEX 8311 x1 Lane PCI Express Bridge,21 x 21mm PBGA

PEX 9733 33通道,9端口,PCI Express Gen3 ExpressFabric平台

Broadcom通过其ExpressFabric计划和硬件与软件平台扩展了PCIe的范围,用作数据中心和云计算的结构。 ExpressFabric可以消除机架内昂贵的桥接设备,例如将本机PCIe转换为以太网并返回PCIe的适配卡。然而,ExpressFabric可与机架内使用的其他标准以及机架到机架的连接无缝协作。   业界首创的ExpressFabric平台可实现高性能,低延迟,可扩展,基于Gen3 PCI Express的经济高效的结构功能。该平台提供了与标准SR-IOV或多功能设备共享I / O的能力,并使用标准PCIe枚举–使多个主机能够驻留在单个基于PCIe的网络上。以前PCIe设备上没有的功能。主机通过类似以太网的DMA进行通信,并使用标准主机,端点和应用软件进行通信。...
发表于 07-04 10:18 161次 阅读
PEX 9733 33通道,9端口,PCI Express Gen3 ExpressFabric平台

PEX 9797 97通道,25端口,PCI Express Gen3 ExpressFabric平台

Broadcom通过其ExpressFabric计划和硬件与软件平台扩展了PCIe的范围,用作数据中心和云计算的结构。 ExpressFabric可以消除机架内昂贵的桥接设备,例如将本机PCIe转换为以太网并返回PCIe的适配卡。然而,ExpressFabric可与机架内使用的其他标准以及机架到机架的连接无缝协作。   业界首创的ExpressFabric平台可实现高性能,低延迟,可扩展,基于Gen3 PCI Express的经济高效的结构功能。该平台提供了与标准SR-IOV或多功能设备共享I / O的能力,并使用标准PCIe枚举–使多个主机能够驻留在单个基于PCIe的网络上。以前PCIe设备上没有的功能。主机通过类似以太网的DMA进行通信,并使用标准主机,端点和应用软件进行通信。...
发表于 07-04 10:17 303次 阅读
PEX 9797 97通道,25端口,PCI Express Gen3 ExpressFabric平台

BCM89559 采用集成BroadR-Reach®100BASE-T1 PHY的安全汽车以太网交换机

Broadcom BCM89559是一款高度集成的BroadR-Reach®多层开关设备,专为车载网络应用而设计。该设备内置BroadR-Reach®支持100BASE-T1和千兆位MAC接口的PHY。该设备具有安全启动和安全功能。除了所有Broadcom汽车以太网交换机中的高级安全功能外,还具有安全的通信功能。 功能 功能齐全的汽车以太网交换机,集成了100BASE-T1和100 -TX PHY IEEE AVB协议栈(IEEE 802.1AS时间同步和IEEE 802.1Qat SRP) 用于高级安全性的线速数据包过滤 固件损坏是通过支持安全启动和信任圈来防止。 小心控制从外部访问设备,以防止未经身份验证的配置更改。 符合汽车AEC-Q100认证 应用程序 汽车ADAS,信息娱乐,网关...
发表于 07-04 10:14 513次 阅读
BCM89559 采用集成BroadR-Reach®100BASE-T1 PHY的安全汽车以太网交换机

BCM5862X-SERIES StrataGX™通信处理器,具有可编程加速,安全和存储接口

旨在优化5G WiFi,IEEE 802.11ac标准,基于ARM®的StrataGX™ BCM58522系列将高达10倍的处理能力与先进的架构功能相结合,可实现安全,应用感知的统一有线和无线企业网络。    连接到云的设备数量的增加导致对高效企业和中小型企业(SMB)网络的需求增加,以结合各种功能来保护企业免受恶意软件和盗窃。支持个人云服务(如远程访问文件或媒体内容)的网络附加存储(NAS)设备要求这些设备支持存储以及高速5G WiFi接入。每个设备的中心是一个高性能的1.2GHz ARM®的Cortex-A9和贸易;双核处理器。 StrataGX™ BCM5862x系列包括: 高达1.2GHz的单核和双核Cortex-A9 CPU,每个CPU具有32KB的指令和数据缓存,512KB的L2缓存,支持ECC,集成开关和GPHY ,以及高速I / O和存储器接口 BCM5862x系列中的所有产品都包含一个可编程数据包加速器,用于卸载主CPU内核。该加速器由第三个ARM内核Cortex-R5™组成,具有自己的本地内存,可用于RAID / XOR加速,CAPWAP / DTLS和其他网络协议 StrataGX BCM58622和BCM58623支持16位宽存储器接口,最...
发表于 07-04 10:12 117次 阅读
BCM5862X-SERIES StrataGX™通信处理器,具有可编程加速,安全和存储接口

XLP800 SERIES XLP832和XLP816多核,多线程处理器系列

Broadcom业界领先的多核,多线程XLR ® 处理器系列的第三代架构增强。 Broadcom XLP ® 800系列处理器是高度可扩展的设备,包含高端通信系统的关键功能,包括有线和无线安全,网络,存储,数据中心加速,负载平衡和其他加速引擎。 XLP 800系列处理器采用40 nm技术制造,处理器内核频率从500 MHz到1.5 GHz以上,与之前的XLR ® 相比,每瓦性能提高3倍。 XLP800系列软件向后兼容XLR和XLS ® 处理器系列。 XLP800系列包括:带有32个虚拟CPU的XLP832 带有16个虚拟CPU的XLP816 功能 带有多达8个EC4400处理器核心供电XLP800系列处理器为数据平面和控制平面应用提供最佳性能。 EC4400核心架构保持了经过现场验证的多线程功能,可为面向吞吐量的数据平面处理提供最高性能。 XLP800系列处理器包含MOESI +连贯的三级缓存架构。每个EC4400内核都包含一个专用的64 KB指令缓存,一个32 KB L1数据缓存和一个512 KB 8路组关联二级缓存 XLP800系列处理器包含一个高性能内存子系统带有四个片上72位DDR3内存控制器,带宽为51.2 GBps(每秒千兆字节) 低延迟,高速快速消息网络(FMN)允许...
发表于 07-04 10:11 114次 阅读
XLP800 SERIES XLP832和XLP816多核,多线程处理器系列

XLP400 SERIES XLP432和XLP416多核,多线程处理器系列

采用40 nm技术制造,处理器内核频率从500 MHz到1.5 GHz以上,与XLR ®相比,每瓦性能提升3倍。 前身。 Broadcom XLP400系列处理器是高度可扩展的设备,集成了高端通信系统的关键功能,包括有线和无线安全,网络,存储,数据中心加速,负载平衡和其他加速引擎。 XLP400系列软件向后兼容XLR ® 和XLS ® 处理器系列。 XLP400系列包括:带有32个虚拟CPU的XLP432 带有16个虚拟CPU的XLP416< 功能 最多有8个EC4400处理器内核该处理器为XLP® 400系列供电,可为数据平面和控制平面应用提供最佳性能。 EC4400核心架构保持了经过现场验证的多线程功能,可为面向吞吐量的数据平面处理提供最高性能。 XLP400系列处理器包含MOESI +连贯的三级缓存架构。每个EC4400内核都包含一个专用的64 KB指令高速缓存,一个32 KB L1数据高速缓存和一个512 KB 8路组关联二级高速缓存 XLP400系列处理器包含一个高性能内存子系统带有四个片上72位DDR3内存控制器,带宽为51.2 GBps(每秒千兆字节) 低延迟,高速快速消息网络(FMN)允许非侵入式通信和控制VirtuCores,加速引擎和I / O之间的消息传递 ...
发表于 07-04 10:11 155次 阅读
XLP400 SERIES XLP432和XLP416多核,多线程处理器系列

PEX 8750 48通道,12端口PCI Express Gen 3(8 GT / s)开关,27 x 27mm FCBGA

ExpressLane™ PEX8750是采用40nm技术开发的48通道,12端口,PCIe Gen3交换机设备。 PEX8750提供多主机PCI Express交换功能,使用户能够通过可扩展,高带宽,无阻塞的互连将多个主机连接到各自的端​​点,以实现各种应用,包括服务器,存储,通信和图形平台。除了高通道数/通道数,该器件还提供两个NT端口和时钟隔离功能。由于它们具有向后兼容性,在混合(Gen1,Gen2和Gen3)系统中使用PCIe Gen3交换机进行设计,使设计人员能够在迁移到下一代端点时为其完整的Gen3启用设计提供面向未来的设计。 PEX8750非常适合扇出,聚合和点对点流量模式。其中包括PLX专有的visionPAK调试软件,该软件允许在均衡后进行内部接收眼观察,并可访问器件的内部调试寄存器,从而加快产品上市速度。...
发表于 07-04 09:50 408次 阅读
PEX 8750 48通道,12端口PCI Express Gen 3(8 GT / s)开关,27 x 27mm FCBGA

PEX 8749 48通道,18端口PCI Express Gen 3(8 GT / s)开关,27 x 27mm FCBGA

ExpressLane™ PEX 8749是一款采用40纳米技术开发的48通道18端口PCIe Gen 3交换设备。 PEX 8749提供多主机PCI Express交换功能,使用户能够通过可扩展,高带宽,无阻塞的互连将多个主机连接到各自的端​​点,以连接各种应用,包括服务器,存储,通信和图形平台。除了高端口数,该器件还提供片上DMA引擎,两个NT端口和时钟隔离功能。由于它们具有向后兼容性,在混合(Gen1,Gen2和Gen3)系统中使用PCIe Gen3交换机进行设计,使设计人员能够在迁移到下一代端点时为其完整的Gen3启用设计提供面向未来的设计。 PEX 8749非常适合扇出,聚合和点对点流量模式。其中包括PLX专有的visionPAK调试软件,该软件允许在均衡后进行内部接收眼观察,并可访问器件的内部调试寄存器,从而加快产品上市速度。...
发表于 07-04 09:50 340次 阅读
PEX 8749 48通道,18端口PCI Express Gen 3(8 GT / s)开关,27 x 27mm FCBGA