量子信息掩蔽首次通過實驗實現

記者從中國科學技術大學獲悉，該校郭光燦院士團隊李傳鋒、許金時等人，與上饒師範學院李波、樑曉斌、南開大學陳景靈合作，實驗實現了光量子信息的掩蔽，成功地將量子信息隱藏到非局域的量子糾纏態中。該成果於近日發表在國際知名期刊《物理評論快報》上。

量子信息掩蔽是近期發展起來的一種信息處理協議，它將量子信息由單個量子載體完全轉移到多個載體間的量子糾纏態上，這樣一來，僅從單個載體上將提取不到任何信息。2018年的一項研究證明，不能實現對所有量子態都成立的量子信息掩蔽，幸運的是，能夠實現掩蔽的量子態仍然是相當豐富的。量子信息掩蔽不僅在量子秘密共享、量子比特承諾等實際量子信息任務中具有廣泛應用，也有助於對量子信息守恆等基本問題的理解。

李傳鋒、許金時研究組利用線性光學研究平臺，首次實驗實現了量子信息掩蔽。研究組研究發現光學系統中的光子熔接門與掩蔽操作存在對應關係，通過構造光子熔接門，成功地實現了光子偏振態的量子信息掩蔽，把單光子攜帶的量子態隱藏到了兩光子的量子糾纏態中。實驗結果表明，糾纏態與理論值相比較，保真度達到97.7%。研究組進一步基於量子信息掩蔽實現了三方量子秘密共享，並用來完成簡單圖像的安全傳輸。研究組還結合先前的實驗工作，利用量子信息掩蔽操作構造出無消相干子空間，展現了量子信息掩蔽在容錯量子通信上的應用價值。