利用囚禁离子亚稳态实验演示量子信道判别

我们展示了使用单个囚禁 $^{40}\text{Ca}^{+}$ 离子对三种量子信道进行准确且无歧义的单次判别的实验演示。这三种信道无法通过重复单次信道查询（自然的经典类比）无歧义地区分。我们开发了利用 6 维 $\text{D}_{5/2}$ 态空间进行量子信息处理的技巧，并实现了判别经典无线电通信中使用的相移键控和振幅移键控数据编码的量子信道类比的协议。演示在每种情况下均实现了超过 $99\%$ 的判别精度，完全受限于已知的实验缺陷。