Nature Communications 发表了 Wits 和 ICFO-光子科学研究所国际团队的研究成果，该研究展示了类似隐形传态的传输“图案”光——这是第一种无需物理发送图像即可通过网络传输图像的方法，也是实现高维纠缠态量子网络的关键一步。

长距离量子通信是信息安全不可或缺的一部分信息安全并且已经通过超长距离的二维状态(量子位)得到了证明卫星。如果我们将其与其经典对应物进行比较，即一次发送一个可以用 1(信号)和 0(无信号)编码的位，这似乎就足够了。

但是，量子光学使我们能够增加字母表并安全地描述更多复杂系统，例如独特的指纹或一张脸。

“传统上，即使在量子领域，两个通信方以物理方式将信息从一方发送到另一方，” Wits 大学首席 PI Andrew Forbes 教授说道。

现在，可以传送信息，使其永远不会通过连接进行物理传输——就像《星际迷航》中的那样技术成为现实。”不幸的是，到目前为止，隐形传态仅在三维状态下得到证明(想象一个三像素图像)，因此需要额外的纠缠光子才能达到更高的维度。

在这项研究中，该团队首次用两个纠缠光子作为量子资源进行了高维态量子传输的实验演示，这导致信息似乎被“传送”到了现实世界。从发送者到接收者。为了取得进展，该团队使用了非线性光学探测器，该探测器不需要额外的光子，但适用于任何“模式”。需要发送。

他们报告了 15 维的最新技术，该方案可扩展到更高维度，为量子网络铺平道路具有高信息容量的连接。

银行环境中的实际应用

想象一下，一位客户希望向银行发送敏感信息——也许是指纹。在传统的量子通信中，信息必须从客户物理发送到银行，始终存在被拦截的风险(即使它是安全的)。在新提出的量子传输方案中，银行向客户发送没有任何信息的单光子(纠缠对中的一个)，客户将其重叠在带有要发送的信息的非线性检测器。

结果，信息出现在银行，就像被传送到那里一样。双方之间不会物理发送任何信息，因此拦截是徒劳的，而连接双方的量子链路是通过量子纠缠光子的交换建立的。

“该协议具有隐形传态的所有特征，除了一个基本要素：它需要明亮的激光束来使非线性检测器高效，以便发送者可以知道要发送的内容，但不需要知道， ”福布斯解释道。

“从这个意义上说，它并不是严格意义上的隐形传态，但如果非线性检测器能够变得更加高效，那么它在未来可能会是隐形传态。”就目前而言，它开辟了一条连接量子网络的新途径，引入了非线性量子光学作为一种资源。

“我们希望这个实验展示了该过程的可行性，通过突破完全量子实现的极限，推动非线性光学界的进一步发展，” ICFO(巴塞罗那)的 Adam Vallés 博士说道，他是该项目的负责人之一，在 Wits 做博士后期间就参与了这项实验。

“我们现在必须谨慎，因为这种配置无法阻止作弊的发送者保留要传送的信息的更好副本，这意味着我们最终可能会在《星际迷航》世界中出现许多斯波克先生的克隆人，如果真是这样的话斯科蒂想要。

“从实用的角度来看，我们目前演示的配置已经可以用于为两方之间的量子通信建立高维安全通道，前提是该协议不需要像单光子一样馈送量子中继器就是这种情况。”

承认博士学位研究

Vallés 补充道，“利用现有技术进行此类概念验证实验是一次有趣的旅程，我们要感谢 Wits 的 Bereneice Sephton 博士，感谢她的决心和驯服此类实验野兽所需的全面技能。”这是真正的实验室努力，她应该受到赞扬。”

《福布斯》也表达了同样的观点：“这是一项英勇的实验，Bereneice Sephton 博士必须得到认可，因为她是让系统正常运行并进行关键实验的人。”

该团队计划继续朝这个方向努力，下一步重点关注光纤网络上的量子传输。

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