《Nature》量子

导读荟萃|2018年12月17日-量子客


2018年12月13日,《Nature》官网刊登了一篇《基于量子纠缠的波分复用量子通信网络》(An entanglement-based wavelength-multiplexed quantum communication network)。该论文指出量子密钥分发在量子通信技术中已经具有足够的成熟度。先前已经证明量子通信可以在同一商用光纤中与经典通信一起工作,并且在光纤和自由空间链路中进行了长距离操作。尽管取得了这些进步,但是大多数实现和协议仅限于两个通信方这一事实,因此限制了量子密钥分发的实际适用。量子网络将量子密钥分发协议的优势扩展到两个以上的远程用户。在这里,研究者提出了一个全连接的量子网络架构,其中单个两体纠缠光子源将量子态分配给许多用户,同时最小化每个用户所需的资源。同时,它不牺牲与两方通信方案相同的安全性或功能。研究者使用单一的二体极化纠缠源证明了此方法的可行性,并将该量子纠缠态多路复用到12个波长信道中。然后,在每个用户仅使用一个光纤和一个偏振分析模块的情况下,完成了两两连接四个用户所需的六个纠缠状态。因为此方案不需要通过调整纠缠源来添加用户,所以可以容易地将网络扩张到大量用户,并且无需信任源的提供者。与之前基于光开关的多用户网络不同,此网络无需主动操作光开关,因此能够以较高的速度运行量子通信。

 

 


《Science》量子


2018年12月14日,《Science Advance》在线报道了一篇《基于需求的固态量子发射器的全光子量子隐形传输》(All-photonic quantum teleportation using on-demand solid-state quantum emitters)。该文章指出:

导读荟萃|2018年12月17日-量子客

光量子隐形传态是量子通信科学与技术的核心。这种量子现象是围绕纠缠态光的非局域性质建立的。从实际应用的角度来看,应该根据需要产生的光子对进行编码。然而,现有的量子隐形传态方案中确定性量子光源的研究仍然是一项重大的挑战。本文中,研究者朝着这个目标迈出了重要的一步。他们发现GaAs量子点按需生成的光子对可用于实现传送协议,其保真度可以超过任意输入状态的经典极限(5个SD)。此外,研究者提出了一个与实验观察相匹配的理论框架,并定义了克服经典极限且独立于输入状态所需的纠缠程度和不可区分性。研究者的结果强调按需固态量子发射器在实际量子网络中是实现确定性量子隐形传态的最有希望的候选者。



《phys.Rev.Lett》量子

2018年11月29,《phys.Rev.Lett》在线报道了一篇《光力学下贝尔测试》(Optomechanical Bell Test),该论文指出:

导读荟萃|2018年12月17日-量子客

 

在过去的几十年中,贝尔型不等式的实验检测一直处于理解量子力学及其含义这一前沿领域。这些不等式对作用于物理系统上的特殊测量具有很强的限制。这种限制源于经典物理学的一些最基本概念,特别是物体的属性是明确定义的,与测量与否无关(实在性),并且仅受局部相互作用的影响(定域性)。然而,违反这些界限,则表明所测量的系统在不假设量子理论有效性的前提下不具有经典性。已有研究表明该性质可以用于证明设备是否适合产生量子随机性、分配密钥、和量子计算。在这里,研究者报告了涉及大规模宏观机械系统的违背贝尔不等式的检验。研究者在两个硅光机械振荡器的振动运动之间产生光-物质纠缠。每个振荡器包括大约${10^{10}}$个原子和两种光学模式。这种状态允许超过4个标准差的Bell不等式违背,进而直接证明了光机械系统在公平抽样假设下的量子行为。

导读荟萃|2018年12月17日-量子客

值得注意的是:该文章获得了编辑的推荐(只有6%的PRL文章才会有此荣誉)及“Featured in physics”。

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