自1997年奧地利蔡林格(Anton Zeilinger)小組首次完成量子隱態(tài)傳輸?shù)脑硇詫嶒烌炞C以來,,這一領域一直是量子信息物理實現(xiàn)領域的研究熱點,。利用量子糾纏和經(jīng)典通信,,人們可以將完整的量子態(tài)信息從一個物理系統(tǒng)傳送到另一個,。二十多年來,量子隱態(tài)傳輸方案在不同的微觀物理系統(tǒng)中由奧地利,、美國,、德國等各國科學家相繼實現(xiàn),,在光子之間,單個離子,、原子,、或原子團之間,以及固體量子比特之間得到演示和證明,,但人們一直希望將其對象推進到更宏觀的物體,,實現(xiàn)對宏觀系統(tǒng)的量子相干調控。
2016年5月,,清華大學交叉信息研究院段路明教授研究組在自然子刊《自然·通訊》發(fā)表了題為《光到宏觀金剛石振動模式的量子隱態(tài)傳輸》的研究論文,,報告了研究組的重要研究進展,首次實現(xiàn)從光子到宏觀金剛石振動模式的量子隱態(tài)傳輸,。
段路明研究組使用超快飛秒激光,,實現(xiàn)光子與金剛石振動聲子的糾纏,并利用它將光子的偏振“信號”轉化為金剛石的振動“信號”,。借助獨具匠心的實驗設計,,段路明研究組不僅首次實現(xiàn)了量子態(tài)從一個微觀粒子(單光子)到常溫宏觀物體(毫米尺寸的金剛石樣品)的集體振動模式的量子隱態(tài)傳輸,將傳輸對象推進到迄今最大的宏觀物體,,而且平均傳輸保真度超過90%,,遠高于經(jīng)典極限66.7%。
此論文得到三位審稿人一致推薦,,稱其為量子相干調控領域“一個激動人心的進展”,。量子隱態(tài)傳輸?shù)倪@一新成果,對于人類遠距離低損耗信息傳輸問題的解決具有重要意義,。交叉信息研究院三年級博士研究生侯攀宇為論文第一作者,,段路明教授為論文通訊作者,其他作者還包括交叉信息研究院的數(shù)位學生,。