中国科学技术学院潘建伟、陆朝阳、刘乃乐等和法国维也纳学院塞林格小组合作，在国际上首次成功实现高维度量子体系的隐型传态。这是自1997年实现二维量子隐型传态实验以来，科学家第一次在理论和实验上把量子隐型传态扩充到任意维度，为复杂量子系统的完整态传输以及发展高效量子网路奠定了坚实的科学基础。论文以编辑推荐的方式于8月15日发表在国际权威学术刊物《物理评论快报》上。
通过对光子、原子等微观粒子的精确主动操纵，量子信息以一种改革性的方法对信息进行编码、储存和传输，在信息安全与估算速率等方面可突破精典信息技术的困局。量子通讯是目前惟一被证明无条件安全的通信形式，可以有效解决信息安全传输问题。量子估算因为其超快的并行估算能力量子隐态传输，有望为密码剖析、大数据处理和材料设计等大规模估算困局提供解决方案。量子隐型传态就能利用量子纠缠将未知的量子态传输到遥远地点，而不用传送物质本身，是远距离量子通讯和分布式量子估算的核心功能单元。
在此之前，所有的量子隐型传态实验都局限于量子态的二维子空间。高维量子态的隐型传态作为完整传输一个量子系统的最后一个待解决挑战，因为其可行性理论方案和实验技术上的双重困难，仍然悬而未决。对于高维体系，因为其以维度的平方项增多的贝尔态数目和急剧降低的复杂纠缠特点，必须发展出一套全新的可行理论方案。在实验技术上，高维贝尔态检测须要等效地实现独立光子的高维量子态之间的控制逻辑门，这也是量子信息技术的“无人区”。
解决这个关键问题须要理论和实验的同步创新。2014年，潘建伟、陆朝阳等完成多自由度量子隐型传态实验后，旋即投入了对高维度课题的勤于研究。在理论上，该团队首次提出了光子体系中可扩充至任意维度的贝尔态检测和量子隐型传态方案；在实验上，该团队引入一个额外辅助光子，发展了高稳定性多通道路径干涉技术，开创了多光子多维度互相作用的实验先河，在此基础上实现了高维度量子隐型传态。实验测试了三维量子态的全部12个无偏基矢，检测了高维量子隐型传态保真度为75%，以25个统计标准误差超出了精典界限量子隐态传输，严格证明了该过程的非精典性以及高维特点。
审稿人强调，高维量子隐型传态是量子通讯领域的一个常年存在的挑战，解决这个挑战将开启量子热学基础检验和量子技术的兴奋人心的新应用，这是一个十分英雄式的努力，这显著是量子通讯领域的一个里程碑。
该研究得到了国家自然科学基金委、中科院、科技部、教育部、安徽省等的支持。（记者常河）
