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传输信息量降低84%

我国科学家量子指纹识别首次突破经典极限

2016年06月22日18:55 | 来源:人民网-教育频道
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人民网北京6月22日电 (赵永新、谢婷婷)大数据时代如何破解光纤线路资源有限与信息量无限增长的矛盾?一项最新研究成果提供了可能的解决方案:科学家首次在信道容量上实现了对经典通信的超越,在20公里的光纤线路中实现了量子指纹识别。

该成果由中国科技大学潘建伟及其同事张强、李力等与中科院上海微系统所、美国麻省理工学院的科研人员合作完成,相关论文发表在近日出版的国际物理学权威学术期刊《物理评论快报》上。

随着互联网技术和多媒体应用的快速发展,特别是大数据时代的到来,光通信网络的业务量正在以指数级的速度迅速增长。在光纤线路资源有限的情况下,如何传递最少的信息、提高光纤信道容量,是目前光通信学术界和工业界面临的核心问题。

据介绍,量子通信复杂度研究利用量子力学的叠加原理,可以用量子信道提供更高的信道容量,其中一个重要的应用就是量子指纹识别。指纹识别主要应用于遥远双方的信息比对,假设需要比对的信息量为100个单位,经典的指纹识别方法需要传送的最小信息量为10个单位,而通过量子指纹识别方法,利用量子力学的叠加原理,在理论上仅需传送2个单位的信息量就可以。

量子指纹识别理论早在2001年就被研究人员提出,但受限于各种技术条件,国际上以往的实验都未能突破经典方法的极限。潘建伟与合作者的这次研究,最终实现了传输信息量相比经典极限降低84%的量子指纹识别。该实验不但是世界上首次突破经典极限的量子指纹识别,也是首次在实验中观测到量子信道容量相比经典信道的优越性。

该研究成果得到国际学术界高度认可。《物理评论快报》审稿人称赞这一实验为“提供了量子秘钥分发之外的量子信息的重要应用”;国际著名量子通信专家Norbert Luetkenhaus认为,“这项研究将开启其他很多(量子通信)方面的应用”。

(责编:郝孟佳、熊旭)

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