光与物质间的量子隐形传态

量子隐形传态是分布式量子网络的重要组分，也可作为量子计算机中的基本操作。隐形传态最初展示为光量子态向另一光束的转移；后来发展使用光学中继并对连续变量实现了纠缠交换。两个单材料粒子（囚禁离子）间量子态的隐形传态现已实现。本文我们展示性质不同对象——光与物质（分别代表“飞行”与“静止”介质）间的隐形传态。编码于光脉冲中的量子态被隐形传送到宏观物体（含 10^12 铯原子的原子系综）上。对平均光子数 $(n)$ 达数百的相干态集合实现了确定性隐形传态。$n=20$ 时保真度为 0.58±0.02，$n=5$ 时为 0.60±0.02——高于任何经典态传输可能达到的值。除基础意义外，使用宏观原子系综的隐形传态与量子中继器的实际实现相关。量子网络实现的一个重要因素是发射机与接收机间的隐形传态距离；本实验中为 0.5 米。由于我们的实验利用传播光实现隐形传态所需的光与原子纠缠，本方案应可扩展至更长距离。