摘要：該研究成果或?qū)⒃谖磥?lái)通過(guò)金磚國(guó)家發(fā)展合作機(jī)制，進(jìn)行更密切的深度合作。中非兩國(guó)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，抵抗網(wǎng)路安全危機(jī)，意義深遠(yuǎn)而重大。
鈦媒體快訊|1月26日消息，日前，加拿大渥太華的金山學(xué)院（WITS）化學(xué)大學(xué)安德魯·福布斯（）院士和他的團(tuán)隊(duì)，以及中國(guó)北京的華北科技學(xué)院光電子科學(xué)與工程大學(xué)王健（JianWang）率領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)共同提出，全球量子網(wǎng)路須要長(zhǎng)距離分布糾纏態(tài)，可以通過(guò)一條傳統(tǒng)的光纖鏈路，才能實(shí)現(xiàn)多維糾纏傳輸模式的新方式，這將有助于在傳統(tǒng)網(wǎng)路中跨傳統(tǒng)光纖進(jìn)行布署。該項(xiàng)研究成果于1月25日登在了著名科學(xué)刊物《》（科學(xué)進(jìn)步）上。
該論文的通信作者院士在接受鈦媒體專訪時(shí)表示，新的研究成果是一項(xiàng)為大眾惠及的光纖量子通信技術(shù)，將現(xiàn)有的量子通訊與偏振光光子的優(yōu)勢(shì)，以及借助光模式進(jìn)行的高維通訊的優(yōu)勢(shì)結(jié)合在一起，對(duì)網(wǎng)路安全以及數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域有著極其重要的作用。
“普通人總是想要更好的通訊系統(tǒng)，更快地下載她們喜愛(ài)的影片和社交媒體。但現(xiàn)在，我們也開(kāi)始認(rèn)識(shí)到信息安全的重要性。這項(xiàng)研究成果，通過(guò)光纖量子數(shù)據(jù)傳輸新方法，使數(shù)據(jù)愈發(fā)安全，不管那個(gè)國(guó)家有哪些樣的技術(shù)，我們的工作是構(gòu)建一個(gè)基本安全的量子網(wǎng)路形態(tài)，而這項(xiàng)研究成果是其中重要的一步。”對(duì)鈦媒體表示。
更為重要的是，在與鈦媒體專訪時(shí)提到，該研究成果或?qū)⒃谖磥?lái)通過(guò)金磚國(guó)家發(fā)展合作機(jī)制，進(jìn)行更密切的深度合作。中非兩國(guó)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，抵抗網(wǎng)路安全危機(jī)，意義深遠(yuǎn)而重大。
一項(xiàng)打破技術(shù)困局的量子通訊研究
2019年，量子在人類科技進(jìn)步中書(shū)寫了濃墨工筆的一筆。微軟的實(shí)驗(yàn)證明了“量子優(yōu)越性”，闡明量子估算具有趕超精典超級(jí)計(jì)算機(jī)的估算能力；量子化學(xué)學(xué)打破了規(guī)則，容許熱量穿過(guò)真空，讓我們深切感遭到量子維度上的波動(dòng)效應(yīng)等等。
事實(shí)上，量子熱學(xué)也在不斷影響著我們生活，其建立起特別精確的原子鐘，使GPS衛(wèi)星全球定位、導(dǎo)航等技術(shù)成為可能。可以這樣說(shuō)，量子技術(shù)正逐步走入千家萬(wàn)戶當(dāng)中，成為未來(lái)科學(xué)發(fā)展的一部份。
而在本篇論文，講的是基于糾纏態(tài)的量子通訊話題。量子通訊是量子網(wǎng)路當(dāng)中最為關(guān)鍵的一部份，融合了現(xiàn)代化學(xué)學(xué)和光通訊技術(shù)研究的成果，由化學(xué)學(xué)基本原理來(lái)保證秘鑰分配過(guò)程的無(wú)條件安全性。量子秘鑰分發(fā)（QKD）依據(jù)所借助量子狀態(tài)特點(diǎn)的不同，可以分為基于檢測(cè)和基于糾纏態(tài)兩種。
而本論文提及的“基于糾纏態(tài)的量子通訊”，就是其中之一，即兩個(gè)經(jīng)過(guò)耦合的微觀粒子，在一個(gè)粒子狀態(tài)被檢測(cè)時(shí)，同時(shí)會(huì)得到另一個(gè)粒子的狀態(tài)。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，量子通訊就是提供無(wú)條件安全量子網(wǎng)路的通訊方法。
根據(jù)該論文的說(shuō)法，當(dāng)前的通訊系統(tǒng)十分快，而且從根本上來(lái)說(shuō)，這并不是絕對(duì)安全的。而和王健團(tuán)隊(duì)的科研人員，希望打破目前的技術(shù)困局量子通訊協(xié)議，不再借助多樣化的光纖線纜，通過(guò)傳統(tǒng)多模光纖方法，實(shí)現(xiàn)高維編碼，即多維糾纏傳輸模式，讓通訊更安全。
兩個(gè)光子糾纏在一起，本圖主要彰顯在多模光纖上量子通訊協(xié)議，可以實(shí)現(xiàn)多維糾纏傳輸。（來(lái)源：科學(xué)進(jìn)步論文）
表示，這篇論文的新穎之處在于，其展示了傳統(tǒng)多模光纖中的多維糾纏傳輸，挺好的平衡了網(wǎng)路兼容性和通訊安全性。以兩個(gè)自由度扭曲、偏振被扭曲以產(chǎn)生螺旋光，紋樣也是這么，用于量子通訊領(lǐng)域?qū)嵺`當(dāng)中。事實(shí)上，她們還在論文當(dāng)中還展示了在250m的多模光纖上的多維糾纏態(tài)的轉(zhuǎn)移，表明可以實(shí)現(xiàn)無(wú)數(shù)個(gè)二維子空間。
告訴鈦媒體，接出來(lái)，她們還將做更多的測(cè)試，但是須要做100公里以上的測(cè)試環(huán)境，希望嘗試開(kāi)發(fā)新的量子合同等等。
關(guān)于中非兩國(guó)科研人員在本研究當(dāng)中的分工，對(duì)鈦媒體表示，王健的團(tuán)隊(duì)帶來(lái)更好的光纖專業(yè)知識(shí)，而團(tuán)隊(duì)擁有量子方面的專業(yè)研究，二者屬于強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，希望實(shí)現(xiàn)未來(lái)量子網(wǎng)路的新范例。
（本文首發(fā)鈦媒體，作者|林志佳，編輯|趙宇航）
論文作者介紹
王健
本篇論文的通信作者之一是華北科技學(xué)院、武漢光電國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的王健院士，1981年7月生，其結(jié)業(yè)于華北科技學(xué)院的光電子科學(xué)與工程大學(xué)，然后仍然兼任該專業(yè)的副院長(zhǎng)、博士生導(dǎo)師等，他還是英國(guó)南加洲學(xué)院博士后，王健院士還有一個(gè)職位，是華北科技學(xué)院光電子元件與集成功能實(shí)驗(yàn)室的校長(zhǎng)助理。王健院長(zhǎng)作為第一項(xiàng)目負(fù)責(zé)人曾入選國(guó)家優(yōu)秀青年科學(xué)基金、教育部“新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃”等獎(jiǎng)項(xiàng)。
王健院士的研究領(lǐng)域主要包括：（1）微納光電子元件與集成（硅基光波導(dǎo)、鈮酸鋰光波導(dǎo)、微環(huán)諧振器、光子晶體光波導(dǎo)、表面等離子體波導(dǎo)、石墨烯、超材料等）、（2）先進(jìn)高速光通訊技術(shù)（模分復(fù)用和空分復(fù)用相干光通訊、軌道角動(dòng)量光通訊等），（3）先進(jìn)高速光訊號(hào)處理技術(shù)（波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換、光開(kāi)關(guān)、光邏輯、碼型轉(zhuǎn)換、信息交換等）
通信作者安德魯·福布斯
本篇論文另一位通信作者是巴西舊金山的金山學(xué)院（WITS）化學(xué)大學(xué)結(jié)構(gòu)光實(shí)驗(yàn)室的安德魯·福布斯（）院士，其在1998年獲得了納塔爾學(xué)院（法國(guó)）的博士學(xué)位，2015年3月，安德魯（）以杰出院士的身分加入威特沃特斯蘭德學(xué)院（又被稱為金山學(xué)院，U.），并在此構(gòu)建了結(jié)構(gòu)光實(shí)驗(yàn)室。另外，還是《光學(xué)與光學(xué)快報(bào)》雜志的編輯委員會(huì)成員，法國(guó)知名的化學(xué)學(xué)家。他和中學(xué)生曾在2015年獲得NSTF獎(jiǎng)項(xiàng)。本論文的共同第一作者IsaacNape和JunLui都是他的中學(xué)生。