In uno studio pubblicato su Lettere di revisione fisica , un team guidato dall'accademico Guo Guangcan dell'Università della Scienza e della Tecnologia della Cina (USTC) dell'Accademia cinese delle scienze (CAS) ha compiuto progressi nel teletrasporto quantistico ad alta dimensione. I ricercatori hanno dimostrato il teletrasporto di stati ad alta dimensione in un sistema tridimensionale a sei fotoni.

Per trasmettere stati quantistici sconosciuti da una posizione all'altra, il teletrasporto quantistico è una delle tecnologie chiave per realizzare la trasmissione a lunga distanza.

Rispetto ai sistemi bidimensionali, le reti quantistiche di sistemi ad alta dimensionalità presentano i vantaggi di una maggiore capacità del canale e di una migliore sicurezza. Negli ultimi anni sempre più ricercatori nel campo dell'informazione quantistica hanno lavorato alla generazione efficiente di teletrasporto quantistico ad alta dimensione per realizzare reti quantistiche efficienti ad alta dimensione.

Già nel 2016, i ricercatori dell'USTC hanno dimostrato sperimentalmente che la nonlocalità può essere prodotta dalla contestualità di una singola particella attraverso correlazioni di due particelle che non violano alcuna disuguaglianza di Bell da sole, e ha generato un entanglement tridimensionale ad alta fedeltà. Nel 2020, L'entanglement quantistico a 32 dimensioni e la distribuzione efficiente dell'entanglement ad alta dimensione attraverso una fibra di 11 km sono stati rispettivamente ottenuti per gettare solide basi per reti quantistiche scalabili.

In un sistema ottico lineare, l'entanglement ausiliario è la chiave per realizzare il teletrasporto quantistico ad alta dimensione. I ricercatori hanno sfruttato la modalità spaziale (percorso) per codificare gli stati tridimensionali che è stata dimostrata ad altissima fedeltà, e ha utilizzato una coppia di fotoni entangled ausiliaria per eseguire la misurazione dello stato di Bell ad alta dimensionalità (HDBSM), dimostrando il teletrasporto di uno stato quantistico tridimensionale utilizzando la modalità spaziale di un singolo fotone.

In questo lavoro, la fedeltà della matrice del processo di teletrasporto potrebbe raggiungere 0,5967, che è sette deviazioni standard sopra la fedeltà di 1/3, il che dimostra che il teletrasporto è sia non classico che genuinamente tridimensionale.

Questo studio apre la strada alla ricostruzione di sistemi quantistici complessi da remoto e alla costruzione di reti quantistiche complesse. Promuoverà la ricerca sui compiti di informazione quantistica ad alta dimensione. I metodi assistiti da entanglement per HDBSM sono fattibili per altri compiti di informazione quantistica ad alta dimensionalità.