清華大學新聞網6月3日電 清華大學交叉信息研究院段路明教授研究組在量子信息領域取得重要進展，首次實現從光子到宏觀金剛石振動模式的量子隱態傳輸。該成果的研究論文《光到宏觀金剛石振動模的量子隱態傳輸》（Quantum teleportation from light beams to vibrational states of a macroscopic diamond）近日發表于自然子刊《自然·通訊》(Nature Communications)上。
       量子隱態傳輸是量子通信與量子計算領域一個重要的原型操作，利用量子糾纏和經典通信將完整的量子態信息從一個物理系統傳送到另一個系統。自從量子隱態傳輸的概念被提出的二十多年來，它一直是量子信息物理實現領域的一個研究熱點，各國科學家競相在不同的微觀物理系統中實現量子隱態傳輸方案，作為系統量子相干調控能力的證明。迄今為止，量子隱態傳輸已經在光子之間，單個離子、原子、或原子團之間，以及固體量子比特之間得到演示和證明。
       人們希望將量子隱態傳輸的對象推進到更宏觀的物體，超出微觀世界的限制，實現對宏觀系統的量子相干調控。段路明研究組首次實現了量子態從一個微觀粒子（單光子）到常溫宏觀物體（厘米尺寸的金剛石樣品）的集體振動模式的量子隱態傳輸，將隱態傳輸的對象推進到迄今最大的宏觀物體，該工作代表量子相干調控領域的一個重要研究進展。        該實驗使用了獨特的設計，將金剛石中不同振動模式編碼為量子比特，使用超快飛秒激光，產生光子與金剛石振動聲子的糾纏。利用光子與金剛石振動聲子間的糾纏，將光子的偏振比特傳輸到金剛石中的振動模式中。實驗組完成了對多個互補量子態的隱態傳輸，平均保真度超過90%，遠高于經典極限66.7%，充分驗證了隱態傳輸的量子性，實現了常溫宏觀金剛石樣片的量子相干調控。論文得到三位審稿人的一致積極推薦，稱其為此領域“一個激動人心的進展”。
       該論文的第一作者為交叉信息院三年級博士研究生侯攀宇，通訊作者為姚期智講座教授段路明，其他作者還包括交叉信息院博士研究生黃園園、袁新星、祖充，助理研究員常秀英、何麗。此項目得到教育部的研究經費支持。
       論文鏈接http://www.nature.com/ncomms/2016/160531/ncomms11736/abs/ncomms11736.html
       供稿：交叉信息研究院 編輯：李華山