在量子信息科学中，量子隐型传态是最重要和极具吸引力的合同之一，借助该合同可以实现对未知量子态无实体地高保真异地传输。量子隐型传态的概念自1993年被提出以来，遭到了全球诸多科学家的广泛关注，并在实验和理论方面都取得极大的进展。尤其是近些年来我国科学家在远距离星地以及光纤通道量子隐型传态方面更是取得了一系列突破性进展。
在量子隐型传态的研究中，信息传输能力是评判量子隐型传态性能的一个重要指标。在精典的光通讯中，多路复用可以通过将多个通讯信道合并成一个信道来大大增强信息传输能力。可以想像，多路量子隐型传态的发展将大大增强其信息传输能力。
在本研究工作中，荆杰泰院士团队充分借助这种量子纠缠源的高容量特点，并与全光量子隐型传态合同相结合，在单一体系中同时建立了九套并行的量子隐型传态通道。在此基础上，实验演示了两个互相独立且正交的轨道角动量模式的同时隐型传送。该工作为确定性地实现多通道并行量子通讯合同开辟了公路，并为建立高容量全光量子通讯网路奠定了基础。
在实验中，如图1所示，该团队首先借助原子系综四波滤波过程制备了多通道光学轨道角动量复用的连续变量纠缠源，并分发到参与量子隐型传态合同的发送方(Alice)以及接收方(Bob)。Alice借助一个高增益光学热阻放大器，把待传输态与她所拥有的量子纠缠资源进行模式匹配的热阻放大，并将放大后的光学输出无检测地通过一个全光通道传输给Bob。Bob在收到全光讯号以后，借助一个线性光学分束器，将其与自身所拥有的量子资源进行相干操控，进而实现待传态的高保真复现。通过借助光学轨道角动量模式对待传态进行编码，实现了九通道量子隐型传态保真度对精典极限的突破，演示了单一体系中九个量子隐型传态通道的同时打造。
为了在实验上演示这一全光体系所具有的量子隐型传态并行处理能力量子隐态传输，该团队在输入端用光学轨道角动量同时编码了两个模式独立且正交的待传态，借助上述建立的全光量子隐型传态体系量子隐态传输，在输出端实现了这两个待传态突破精典极限的高保真复现，展示了该体系在信息容量提高方面的奇特优势。实验结果如图2所示。该工作发表于Nat11,3875(2020).
图1：全光学量子隐型传态系统示意图
图2：通过全光量子隐型传态系统同时传送两个轨道角动量模式