利用光子混合纠缠提高嘈杂条件下的传送质量

在远距传物中，量子粒子或量子比特的状态被从一个位置传送到另一个位置，而不传送粒子本身。这种传输需要量子资源，例如一对额外的量子比特之间的纠缠。在理想情况下，量子比特状态的传输和远距传物可以完美完成。然而，现实世界的系统很容易受到噪音和干扰的影响，这就降低和限制了远距传输的质量。尽管存在通常会干扰量子态传输的噪声，研究人员还是成功地进行了近乎完美的量子远距传输。

芬兰图尔库大学和中国科技大学(合肥)的研究人员现在提出了一种理论设想，并进行了相应的实验来克服这一问题。换句话说，尽管存在噪声，新方法仍能实现高质量的远程传输。

图尔库大学的 Jyrki Piilo 教授说："这项工作的基础是，在运行远距传输协议之前，将纠缠分发到所使用的量子比特之外，即利用不同物理自由度之间的混合纠缠。"

传统上，光子的偏振被用于远距离传输中的量子比特纠缠，而目前的方法则利用了光子的偏振和频率之间的混合纠缠。

Piilo介绍说："这使得噪声对协议的影响发生了重大变化，事实上，我们的发现扭转了噪声的作用，使其从对远程传输有害变为有利。"

在存在噪声的传统量子比特纠缠情况下，远距传输协议不起作用。在最初存在混合纠缠且没有噪声的情况下，远距传输也不起作用。奥利-西尔塔宁博士(Olli Siltanen)的博士论文介绍了当前研究的理论部分。

尽管在使用光子进行远距传物时存在某种噪声，但这一发现几乎实现了理想的远距传物。

中国科技大学的李传锋教授说："虽然我们在实验室里用光子做了许多量子物理不同方面的实验，但看到这个极具挑战性的远距传物实验成功完成，我们感到非常激动，也很有成就感。这是在最重要的量子协议背景下进行的一次重要的原理验证实验。"

远距传输在传输量子信息等方面有着重要的应用，因此最重要的是要有办法保护这种传输不受噪声影响，并可用于其他量子应用。目前的研究成果可被视为基础研究，具有重要的基础意义，并为未来将该方法扩展到一般类型的噪声源和其他量子协议的工作开辟了引人入胜的途径。

审核编辑 黄宇