新華社合肥8月19日電（記者 徐海濤）量子“隱形傳態(tài)”是實現(xiàn)實用化量子通信和量子計算的核心技術(shù)之一。近期，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉、陸朝陽、劉乃樂等人和奧地利維也納大學(xué)安東·塞林格小組合作，在國際上首次成功實現(xiàn)高維度量子體系的隱形傳態(tài)，為復(fù)雜量子系統(tǒng)的傳輸以及發(fā)展高效量子網(wǎng)絡(luò)奠定科學(xué)基礎(chǔ)。國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《物理評論快報》日前發(fā)表了該成果。

通過對光子、原子等微觀粒子的操縱，量子信息以一種變革性的方式對信息進(jìn)行編碼、儲存和傳輸，從而突破傳統(tǒng)信息技術(shù)的瓶頸。其中量子通信可以解決信息的安全傳輸問題，量子計算可以實現(xiàn)超快的并行計算能力。

量子隱形傳態(tài)是指不用傳送物質(zhì)本身，借助量子的糾纏特性將未知的量子態(tài)傳輸?shù)竭h(yuǎn)方，從而成為遠(yuǎn)距離量子通信和分布式量子計算的核心功能單元。

現(xiàn)實中的物理體系往往包括多個粒子，每個粒子包含多種自由度，每個自由度又可能有多個維度。1997年，潘建偉和奧地利科學(xué)家合作，首次實現(xiàn)了獨立光子偏振態(tài)的量子隱形傳態(tài)的實驗驗證，這項研究的論文與倫琴發(fā)現(xiàn)X射線、愛因斯坦建立相對論等重大成果一起，入選了《自然》雜志評選的“百年物理學(xué)21篇經(jīng)典論文”。2017年，基于“墨子號”量子衛(wèi)星，潘建偉團(tuán)隊將量子隱形傳態(tài)的距離推進(jìn)至千公里量級。

但長期以來，量子隱形傳態(tài)實驗都局限于量子態(tài)的二維子空間。要完整傳輸一個量子系統(tǒng)，必須實現(xiàn)高維量子態(tài)的隱形傳態(tài)。近期，潘建偉團(tuán)隊基于近5年來的潛心研究，在理論上首次提出了光子體系中可擴展至任意維度的貝爾態(tài)測量和量子隱形傳態(tài)方案；在實驗上，他們引入一個額外輔助光子，發(fā)展了高穩(wěn)定性多通道路徑干涉技術(shù)，開創(chuàng)了多光子多維度相互作用的實驗先河，在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)了高維度量子隱形傳態(tài)。

《物理評論快報》審稿人認(rèn)為，這是量子通信領(lǐng)域的一個里程碑，“解決這個挑戰(zhàn)，將開啟量子技術(shù)激動人心的新應(yīng)用”。美國物理學(xué)會《物理》雜志表示，這為傳輸粒子的完整量子態(tài)鋪平了道路。