????據(jù)最新消息，中國科學技術大學潘建偉院士及其團隊，利用線性光學系統(tǒng)，在20公里長的光纖信道中首次實現(xiàn)了量子指紋識別(Quantum
Fingerprinting)，突破了經(jīng)典信道傳輸?shù)臉O限，使得光纖信息傳輸?shù)男侍岣吡?0%以上，并將該成果發(fā)表在國際物理學權(quán)威學術期刊《物理評論快報》上，得到世界物理學界的普遍贊譽和高度認可。
需要注意的是，這里的量子指紋識別和我們常見的智能手機指紋識別并沒有關系，而是一種信息傳輸中使用的完整性校驗機制。當在信道中傳輸了N比特的消息之后，收發(fā)雙方需要進行信息比對，經(jīng)典方法所需要傳送的最小信息量為
√N 比特，而量子指紋識別可以將需要傳送的信息量降低為 logN 比特，以指數(shù)級提高了信道容量和傳輸效率。
近年來，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術的迅猛發(fā)展和大數(shù)據(jù)時代的到來，光纖通信網(wǎng)絡的業(yè)務量正在以指數(shù)級的速度高速增長。如何利用有限的光纖傳輸帶寬來實現(xiàn)高效的信息傳輸，一直是擺在科學家們面前的一個難題。可是，隨著量子通信的發(fā)展和應用，對如何解決該問題指明了新的方向。
首先，利用量子糾纏效應實現(xiàn)的量子通信技術，有絕對的安全性。其次，利用量子力學的疊加原理，還可以大大提高信息的傳輸效率。正是由于以上兩大優(yōu)勢，科學家們普遍認為量子通信將會是未來的發(fā)展方向。
早在2001年，量子指紋識別的相關理論就被學者提出，但受限于各種技術條件，國際上以往的實驗都未能突破現(xiàn)有的經(jīng)典信息系統(tǒng)極限。這次潘建偉團隊搭建了具有主動相位補償?shù)?0公里長雙Sagnac干涉儀，結(jié)合中科院上海微系統(tǒng)所超導實驗室研制的超低噪聲超導納米線單光子探測器，最終實現(xiàn)了傳輸信息效率比經(jīng)典方法高84%的量子指紋識別。不但是世界上首次突破經(jīng)典極限的量子指紋識別，也是首次在實驗中觀測到量子信道容量相比經(jīng)典信道的優(yōu)越性。
按照中科大官方的報道，潘建偉院士及其團隊，與中科院上海微系統(tǒng)與信息技術研究所、美國麻省理工學院的科研人員通力合作，此外還得到了中科院量子信息與量子科技前沿卓越創(chuàng)新中心、中科院超導電子學卓越創(chuàng)新中心、中科院-阿里巴巴量子計算實驗室、基金委、科技部、教育部等各個部門和機構(gòu)的支持。
潘建偉團隊的相關成果在《物理評論快報》審稿時，審稿專家對這一工作的重要性給予了高度認可，稱贊這一實驗“提供了量子密鑰分發(fā)之外的量子信息的重要應用”。歐洲物理學會下屬網(wǎng)站《物理世界》在文章未發(fā)表之前就進行了相關報道，報道援引國際著名量子通信專家Norbert
Luetkenhaus的評論說：“這項研究將開啟其他很多(量子通信)方面的新應用?！?/p>
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