科技时报--给纠缠态“做个CT” 让未来量子网络更安全

量子通讯研究领域动迁补偿款有利息吗，中国在赛道上已领先1个身位，不管理论研究还是技术利用和项目实行落地，都已走在世界的前列。两个多月之前，中国科大成员李传锋、陈耕、张文豪等人在丈量设备“不可信”的条件下，实验获知了未知量子纠缠态的保真度，首次在国际上实现了量子纠缠态的自检验。研究成果发表在国际权威期刊《物理评论快报》上。

近日，郭光灿院士团队再度于《物理评论快报》发表论文，他们把量子纠缠态的非局域性和贝尔基丈量定量地联系起来，从而首次在国际上实现了纠缠交换进程中贝尔基丈量的自检验。

不再依赖于丈量设备的可靠性

要实现量子通讯、量子计算，首先要实现量子纠缠，但如何检验量子间是否是已构成了“纠缠态”，成为量子领域科学家们竞相攻克的困难。

量子通讯的特性之1是保密度高，但也不是绝对地无机可乘，其中仍然存在某些细微的漏洞，科技人员对因此出现的缺点必须予以弥补。比如用于纠缠态信息测定的量子态层析方法，类似于医院的CT扫描，通过“1层层扫描”重构出纠缠态的情势，进而获得纠缠态的保真度等重要信息。但这个方法依赖于丈量设备的准确性和可靠性，不能用于承担对安全性有要求的量子信息任务。比如量子通讯的检测设备如果被窃听者所控制，那么就会对量子通讯的保密性造成威胁。

为应对这1问题弥补缺点，科学家曾提出“贝尔不等式背背”等纠缠度量方法，可以不依赖检测设备的可信度进行量子纠缠自检验。只是，国际学界做了大量理论研究，而相干实验还是空白。

中国科学技术大学郭光灿院士团队李传锋等人奇妙设计出1种新方法，实验实现了对2个比特和3个比特量子纠缠态的自检验实验土地到期强拆犯法吗。他们针对不同情势的量子纠缠态，在丈量设备“不可信”的条件下，获得了未知量子态的保真度信息，并与传统的量子态层析结果比对，证实了自检验结果的可靠性。

“这是国际上首个具有‘高可靠、抗干扰’特性的纠缠态自检验实验，为把自检验推行利用于各种量子信息进程，及推动量子通讯和量子计算研究打下重要基础。”中科院量子信息重点实验室韩正甫教授告知科技日报记者。

纠缠交换自检，“击鼓传花”不失真

“量子纠缠是量子通讯和量子计算的重要资源。在构建量子纠缠网络的进程中，不但需要制备高品质的量子纠缠态，还需要在节点之间进行高品质的纠缠交换，才能把各个节点纠缠起来。”中科院量子信息重点实验室黄安琪博士告知科技日报记者，要想构建量子纠缠网络的1个关键步骤，就要在分开的节点间建立纠缠。由于传输信道(通常是指光纤)存在着消耗，目前地面上量子纠缠分发的距离被限制在百千米量级。

“如果想把超过这个距离的两个节点纠缠起来，就需要量子中继，这通常是由纠缠交换进程来实现。”黄安琪对记者说房屋拆迁补偿包含哪些，纠缠交换具体是指分开的两个节点A和B各制备1对纠缠光子，然后分别把其中1个发给中间节点C来进行贝尔态丈量，那么A和B所持有的剩下的两个光子就会纠缠起来。通过将这类方法继续扩大，理论上即可实现长距离的纠缠分配。

“但是在实际操作进程中，纠缠态和纠缠交换都不多是完善的，这终究会成为限制纠缠网络范围和传输距离的重要因素，所以有必要对纠缠态和纠缠交换的品质进行检验。”黄安琪说。

由于量子网络进行保密通讯时需要很高的安全等级，乃至需要假定所使用的丈量设备不是完全可信的，所以这类检验很难通过常规手段直接实现。学术界最近几年来发现，利用非局域性检测时与丈量设备无关的特性，可以实现对纠缠态和纠缠交换的品质检验，这被称为自检验。

“如果没有自检验，就会存在相应的风险，窃听者就有可能控制我们的丈量设备的输出，让我们从数据上看以为量子纠缠网络已建立起来了，但是真正到利用的时候，才发现根本就没有纠缠，量子网络就瘫痪了。”黄安琪说，有了自检验进程，即便丈量设备不可信，只要我们判断出纠缠网络已建立起来了，那么全部网络就真的纠缠起来了。

“这个进程有些类似计算机开始工作前，对病毒进行扫描自检。量子纠缠网络也要先自检验各节点间纠缠是否是真的建立起来了，确认后才开始工作。”黄安琪说。

弥补纠缠交换自检验研究空白

“国际上纠缠态自检验的第1个实验也是由我们组完成的。”韩正甫告知记者，之前学术界对自检验的研究，基本集中在各种情势的纠缠态自检验问题上，而对纠缠交换的自检验研究1直是空白。

“我们之所以能在国际上首次实现纠缠交换的自检验，关键在于做到了两点。”韩正甫说，他们首先把纠缠交换的保真度和所使用纠缠态的非局域性定量地联系了起来，这样就有办法把非局域性检测中与丈量设备无关的性质传递给纠缠交换的自检验;另外，这次他们进行的自检验进程，既包括了纠缠交换前两对纠缠光子之间独立性的检验，又同时包括了纠缠交换后建立的纠缠保真度的自检验，从而使实验结果具有很好的稳定性，完全可以容忍实验误差。

“所以，我们这个工作是国际上第1个成功演示纠缠交换进程自检验的实验。有了纠缠态的自检验和纠缠交换进程的自检验，全部纠缠网络的自检验才能实现。”韩正甫说。