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Los científicos se dan cuenta de la generación eficiente de teletransportación cuántica de alta dimensión


En un estudio publicado en Cartas de revisión física, el equipo dirigido por el académico GUO Guangcan de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China (USTC) de la Academia de Ciencias de China (CAS) avanzó en la teletransportación cuántica de alta dimensión. Los investigadores demostraron la teletransportación de estados de alta dimensión en un sistema tridimensional de seis fotones.

Para transmitir estados cuánticos desconocidos de un lugar a otro, la teletransportación cuántica es una de las tecnologías clave para realizar la transmisión a larga distancia.

En comparación con el sistema bidimensional, las redes cuánticas de sistemas de alta dimensión tienen las ventajas de una mayor capacidad de canal y una mejor seguridad. En los últimos años, cada vez más investigadores del campo de la información cuántica han estado trabajando para generar una generación eficiente de teletransportación cuántica de alta dimensión para lograr redes cuánticas de alta dimensión eficientes.

Ya en 2016, los investigadores de la USTC demostraron experimentalmente que la no localidad se puede producir a partir de la contextualidad de una sola partícula a través de correlaciones de dos partículas que no violan ninguna desigualdad de Bell por sí mismas, y generan un entrelazamiento tridimensional de alta fidelidad. En 2020, el entrelazamiento cuántico de 32 dimensiones y la distribución eficiente del entrelazamiento de alta dimensión a través de una fibra de 11 km se lograron respectivamente para sentar una base sólida para las redes cuánticas escalables.

En un sistema óptico lineal, el entrelazamiento auxiliar es la clave para realizar la teletransportación cuántica de alta dimensión. Los investigadores explotaron el modo espacial (ruta) para codificar los estados tridimensionales que se ha demostrado con una fidelidad extremadamente alta, y utilizaron un par de fotones entrelazados auxiliares para realizar la medición del estado de Bell de alta dimensión (HDBSM), lo que demuestra la teletransportación de un estado cuántico tridimensional utilizando el modo espacial de un solo fotón.

En este trabajo, la fidelidad de la matriz del proceso de teletransportación podría alcanzar 0.5967, que es siete desviaciones estándar por encima de la fidelidad de 1/3, lo que prueba que la teletransportación es tridimensional tanto no clásica como genuina.

Este estudio allana el camino para reconstruir sistemas cuánticos complejos de forma remota y para construir redes cuánticas complejas. Promoverá la investigación sobre tareas de información cuántica de alta dimensión. Los métodos asistidos por entrelazamiento para HDBSM son factibles para otras tareas de información cuántica de alta dimensión.

Referencia: “Teletransportación cuántica experimental de alta dimensión” por Xiao-Min Hu, Chao Zhang, Bi-Heng Liu, Yu Cai, Xiang-Jun Ye, Yu Guo, Wen-Bo Xing, Cen-Xiao Huang, Yun-Feng Huang, Chuan-Feng Li y Guang-Can Guo, 2 de diciembre de 2020, Cartas de revisión física.
DOI: 10.1103 / PhysRevLett.125.230501



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