本项目主要是进行多光子纠缠产生与操纵的实验研究。具体研究包括实验演示三光子量子密钥共享和基于纠缠交换的两光子量子密码术;实验实现五光子纠缠并演示三光子量子纠错编码。以五光子技术为基础,进一步开展基于精密线性光学器件的光子-光子逻辑门实验研究。 以上内容的研究,不仅有助于推动量子通信朝实用化方向发展,而且对于量子力学基本问题如量子非局域性,多粒子纠缠的可分离性等的研究也具有重要的意义。
在过去的三年里,通过努力工作,我们建立了一套居于世界领先水平的脉冲参量下转换实验装置,首次成功实现五光子纠缠,这也是首次在世界上的成功实现五粒子纠缠。以此为基础,在多光子量子纠缠操纵、线性光学量子信息处理及量子密码术等发面做出了一系列重要的研究成果。其创新性的工作包括首次实现五光子纠缠与终端开放的量子隐形传态;首次在实验上首次实现了两个独立光子之间的非破坏性控制非(CNOT)操作,并利用该逻辑门实现量子隐形传态实验中四个贝尔态(Bell state)的区分;首次实现最优的非对称量子克隆与远程量子克隆;首次实现三人量子密钥共享和三人量子密码术;利用量子编码实现错误抑制的量子通信。由于这些研究工作的重要性,研究成果受到世界物理专业媒体的广泛关注。先后两次入选美国物理学会评选的"物理学重大事件",一次入选"Physics Web" "年度物理学十大进展"和麻省理工下属网站 "TRN"将该工作评为"04年度重大技术进展",一次入选中国十大科技进展新闻和教育部高校十大科技进展。这些进展和报道说明,我们出色地完成的项目最初设定的各项任务和目标。