中國科學家實驗室實現量子糾纏純化　效率在理論上可提高10億倍

中國科學技術大學的實驗團隊與南京郵電大學電子與光學工程學院及柔性電子（未來技術）學院的理論團隊合作，首次在實驗室實現確定的量子糾纏純化，純化效率在理論上可提高10億倍，為未來高效率量子中繼提供有力技術支撐。

團隊成員之一的盛宇波教授說明，量子通訊的優勢就是感知竊聽，通過檢測誤碼率來判斷有無竊聽。但與經典通訊類似，量子通訊在傳輸時也會受環境噪聲影響而退化，噪聲導致光子丟失，或者訊號出錯，因而產生誤碼率。

盛教授稱，如果噪聲也會產生誤碼率，就會無法區分是噪聲引起還是竊聽引起，將威脅通訊安全。量子糾纏的純化效率提高，可以有效提高通訊效率，從而更好地發揮量子通信能感知竊聽的優勢，可為國家信息安全提供保障。

內地傳媒報道，事實上量子糾纏純化的理論已吸引諸多國際科學家的關注。在此前國外的相關實驗中，為提高保真度，需要重複純化大量的低保真度的量子糾纏。但此種純化存在失敗率，並且效率低、速度慢。

今次的量子糾纏純化實驗主要借助光學設備、超糾纏源、探測器，以及線性光學元件來實現，具體操作從理論上來講，都是控制非（CNOT）門。首先在實驗室製備空間「極化超糾纏」，隨後實驗團隊在「極化糾纏」上加上噪聲，再經純化操作，使「極化糾纏」的保真度從0.268一下就提高到0.989。此種新方法僅需要一對超糾纏，即可實現量子糾纏的純化。從理論上估算，純化效率可提高10億倍，對於提高量子中繼速度十分有利，能夠為未來的長距離量子通訊提供技術支撐。同時對未來分布式量子計算也有用處。