远距离量子态传输与操控研究

Quantum physics and traditional information science combined with quantum information, quantum information science has opened up a new information processing and communication methods with the essential difference between the classic way. Based on the basic principles of quantum mechanics quantum information technology can use a revolutionary way to encode, store, transmit and manipulate information, which can bring many fantastic features. Using the integrated experiment system of quantum science experiment satellite which can efficiently transmit and accurately manipulate quantum state on space scale, we can carry out remote quantum state reconstruction, three-way quantum key distribution based on GHZ quantum entangled state , dan exploring the gravitational field on the impact of quantum decoherence mechanism and other aspects of research, for major scientific issues to provide a basis for scientific issues.

量子物理与传统信息科学相结合产生了量子信息这门新兴学科，量子信息科学开拓了与经典方式具有本质区别的全新的信息处理和通信方式，基于量子力学基本原理的量子信息处理技术能够用一种革命性的方式对信息进行编码、存储、传输和操纵，从而可以带来许多神奇的特性。国际首颗量子科学实验卫星墨子号成功发射，使在空间尺度进行量子态的传输与操控成为可能。本项目将基于墨子号建立的地星上行量子信道，发展远距离量子态传输与操控的新技术、探索构建分布式空间量子信息处理网络的新方法，并在此基础上开展地星量子隐形传态实验研究、三方量子密钥共享等实验研究。

本项目依托量子科学实验卫星“墨子号”与西藏阿里地面站之间建立的地星量子科学实验平台，发展远距离量子态传输与操控、构建分布式空间量子信息处理网络的新方法与新技术。取得的科学成果包括：国际上首次利用量子卫星在地球引力场中对尝试融合量子力学与广义相对论的理论进行实验检验，实验令人信服地排除了“事件形式”理论所预言的引力导致纠缠退相干现象，实验结果将极大地推动相关物理学基础理论和实验研究。首次完成从地面到卫星的基于完全Bell基测量的远程态制备实验，实验表明地星链路适合进行量子信息的传输，将来有望通过基于卫星，通过量子网络，实现全球的量子信息互联。利用地面与墨子号之间建立的地星量子信道，项目发展了一系列量子信道特性关键技术，并在已有的信道上进行了验证实验，包括地星上行量子信道超前瞄准技术、基于自适应光学的上行信道保持技术和地星量子纠缠分发的高保偏技术。