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图源：奥地利和中国科学家首次成功地转移了三维量子态（符号图像）©ÖAW/ Harald Ritsch
奥地利和中国的科学家首次成功实现了三维量子态的传送。在未来的量子计算机上，高维度传送将扮演一个十分重要的角色。
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量子传送原本只在理论上被证实，而现在来自奥地利科学研究院和维也纳大学的研究者们已经通过实验证实了量子传送的可行性。与来自中国科学技术大学的量子物理学家一起，他们成功传送了复杂的高维量子态。这是国际上的首次报道，报道在《Physical Review Letters》期刊上。
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在他们的研究中，研究人员将一个光子（光粒子）的量子态传送到了远处的另一个光子上。在此之前，只有双态量子（“量子比特”）被成功传送，比如，电脑用“0”和“1”传送信息。但是，目前科学家成功传送了三能态，也称为“三态粒子”。不同于经典的计算机科学，在量子力学中，不是非“1”即“0”的关系，它可能同时是“0”和“1”，或者任意在这之间的数也都是有可能的。奥地利和中国科学家组成的研究团队现在已经实际上证明了还存在第三种可能性——“2”。
新颖的实验方法
自20世纪90年代以来，多维量子传送已经在理论上被证实了。但是，实验证实十分困难。正如来自奥地利科学研究院维也纳量子光学和量子信息研究所的Manuel Erhard所说：“首先，我们必须设计一个实验方法，同时还必须发明必要的技术手段来实现高维传送”
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将被传送的量子态信息编码进光子可以携带的可能路径中。可以将这些路径设计成三条光纤。更有趣的是，在量子物理中，单个光子可以同时存在于三个三条光纤中。研究人员使用了一种新的实验方法来传送这种三维量子态。量子隐形传送的核心就是Bell measurement。这是基于一种多端口分束器，通过引导光子多次输入输出将所有的光纤连接在一起。除此之外，科学家们还使用辅助光子，将它们送入分束器中与其它光子相互作用。
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通过巧妙地选择确定的干涉模式，量子信息能够传送到很远的另一个光子上，而且两个光子之间不存在实际上的物理接触。Erhard还强调，实验概念并不仅限于三维，原则上还可以扩展到任意维度。
拥有更大信息储容的量子计算机
既然高维量子系统能够传输比量子比特更大量的信息，那么凭借这个成果，这个国际合作研究团队为将这实际应用于未来的量子网络等领域做出了重要贡献。奥地利科学研究院和维也纳的量子物理学家 Anton Zeilinger对这个新方法的革新潜力提出了自己的看法：“这个成果能够帮助量子计算机与除了量子比特以外的信息储存能力连接起来。
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参与的中国研究人员也看到了多维量子传送的巨大可能性。来自中国科学技术大学的潘建伟教授说：”下一代的量子网络系统是在我们今天的基础研究的基础上建立起来的。”受维也纳大学和研究院的邀请，潘教授最近在维也纳举办了一个讲座。
在未来的研究工作中，量子物理学家会聚焦于如何利用已知的知识，实现单个光子或者原子的所有量子态的传送。
量子隐形传送是在传统通信和两个地点之间提前共享的量子纠缠的协助下，量子信息（一个原子或光子的确切状态）从一个地点传送到（更确切地说是大体上）另一个地方的过程。
量子隐形传送是量子信息（一个原子或光子的确切状态）从一个地点传送到（更确切地说是大体上）另一个地方的过程，这一过程需要传统通信的协助，并且两个地点之间需提前产生（共享）量子纠缠。
参考资料
1.WJ百科全书
2.天文学名词
