從中國科學技術大學獲悉，世界量子信息實驗研究取得重大突破，中國科大首次實現多自由度量子體系隱形傳態。這是自1997年國際上首次實現單一自由度量子隱形傳態以來，科學家們經過18年努力在量子信息實驗研究領域取得的又一重大突破，為發展可擴展的量子計算和量子網絡技術奠定了堅實的基礎。
　　中國科學技術大學潘建偉及其同事陸朝陽、劉乃樂等組成的研究小組在國際上首次成功實現多自由度量子體系的隱形傳態。2月26日，國際權威學術期刊《自然》雜志以封面標題的形式發表了這一最新研究成果。

　　量子隱形傳態在概念上非常類似于科幻小說中的“星際旅行”，可以利用量子糾纏把量子態傳輸到遙遠地點，而無需傳輸載體本身。量子隱形傳態作為量子信息處理的基本單元，在量子通信和量子計算網絡中發揮著至關重要的作用。1997年，國際上首次報道了單一自由度量子隱形傳態的實驗驗證，該工作隨后與倫琴發現X射線、愛因斯坦建立相對論、沃森和克里克發現DNA雙螺旋結構等影響世界的重大科技成果一起入選了《自然》雜志“百年物理學21篇經典論文”。

　　此后，作為國際學術界量子信息實驗領域的重要研究熱點，量子隱形傳態又先后在包括如冷原子、離子阱、超導、量子點和金剛石色芯等諸多物理系統中得以實現。然而，以往所有的實驗實現都存在著一個根本的局限，即只能傳輸單個自由度的量子狀態，而真正的量子物理體系自然地擁有多種自由度的性質，即使是一個最簡單的基本粒子，如單光子，它的性質也包括波長、動量、自旋和軌道角動量等等。多自由度的量子隱形傳態作為發展可拓展量子計算和量子網絡技術的必經途徑，成為近二十年來量子信息基礎研究領域的一個巨大挑戰。

　　潘建偉小組面對挑戰，選取單光子自旋和軌道角動量作為研究對象，創造性地發展了多項新穎的多粒子多自由度的糾纏操縱技術，巧妙地設計了利用單光子非破壞測量技術實現自旋和軌道角動量多自由度貝爾態測量的新方案。經過多年艱苦努力，研究人員成功制備了國際上最高亮度的自旋-軌道角動量超糾纏源、高效率的軌道角動量測量器件，突破了以往國際上只能操縱兩光子軌道角動量的局限，搭建了6光子11量子比特的自旋-軌道角動量糾纏實驗平臺，成功實現了多自由度量子體系的隱形傳態。