据中国科学技术学院5月5日消息，中国科学技术学院潘建伟及其朋友彭承志、陈宇翱、印娟等近期借助“墨子号”量子科学实验卫星在远距离的量子态传输方面取得重要实验进展。该实验首次实现了月球上相距1200公里两个地面站之间的量子态远程传输，向建立全球化量子信息处理和量子通讯网路迈出重要一步。
相关研究成果于4月26日在线发表在国际著名学术刊物《物理评论快报》上[128,(2022)]。据新华网报导，审稿人觉得，“这个实验比先前的实验更具挑战性，克服了重大技术挑战量子传输距离，对未来量子通讯应用具有重要意义。”
2012年，潘建伟团队在国际上首次实现百余公里自由空间量子隐型传态。10年后，她们成功实现突破，创造了1200公里地表量子态传输的新世界纪录。
远距离量子态传输（state,QST）一般可以借助量子隐型传态来实现，是建立量子通讯网路的重要实现途径之一，也是实现多种量子信息处理任务的必要元素。通过远距离量子纠缠分发的辅助，量子态可通过检测之后再构建的方法完成远距离的传输，传输距离在理论上可以是无穷远。但在实现中，量子纠缠分发的距离和品质会遭到信道耗损、消相干等诱因的影响，怎么不断突破传输距离的限制，仍然是该领域的重要研究目标之一。
借助星载纠缠源向遥远的两地先进行纠缠分发，再进行量子态的制备与构建，是实现远距离量子态传输的最可能路径之一。但是，因为大气紊流的影响量子传输距离，光子在大气信道中传播后，实现基于量子干涉的量子态检测是十分困难的。在往年的实验中，量子态传输的制备方都是量子纠缠源的拥有者，难以真正意义上由第三方提供纠缠来实现先分发后传态的量子态传输。2016年，随着“墨子号”量子科学实验卫星的成功发射，研究团队首先实现了千公里的双站纠缠分发[,1140(2017)]，“墨子号”平台为量子通讯实验提供了宝贵的纠缠分发资源。
图1千公里量子态传输
为了克服远距离紊流大气传输后的量子光干涉困局，实验团队借助光学一体化粘接技术实现了具有超高稳定性的光干涉仪，无需主动闭环即可常年稳定。借助该技术突破，结合基于双光子路径-偏振光混和纠缠态的量子隐型传态方案，在四川拉萨站和伊宁地面站之间完成了远程量子态的传输验证。实验中对六种典型的量子态进行了验证，传送保真度均赶超了精典极限。千公里的距离为目前地表量子态传输的新纪录。该工作为未来建立全球化的量子信息处理网路奠定了重要基础。
中国农大博士后李波和曹原副研究员是该工作的共同第一作者。该工作得到了中科院、国家自然科学基金委、科技部、安徽省、上海市等的支持。