单个量子粒子多个属性的量子隐形传态

量子隐形传态提供了一种“非实体”的方式，借助预先共享的纠缠态和经典通信信道，将量子态从一个物体转移到远处的另一个物体。除了其基础意义外，隐形传态已被认为是长距离量子通信、分布式量子网络和基于测量的量子计算中的重要元素。已在光子、原子、离子、电子和超导电路等不同物理系统中进行了多次隐形传态演示。然而，所有先前的实验都仅限于传输一个自由度 (DoF)。然而，单个量子粒子自然可以拥有各种自由度——内部和外部——并且它们之间存在相干耦合。一个根本性的开放挑战是同时传输多个自由度，这对于完整描述一个量子粒子从而真正完整地隐形传态它是必要的。在此，我们演示了首次对编码在自旋和轨道角动量中的单个光子的复合量子态进行隐形传态。我们开发了一种利用概率性量子非破坏测量来投影和区分超纠缠 Bell 态的方法，该方法可扩展到更多自由度。我们验证了自旋 - 轨道积态和混合纠缠态的隐形传态，实现了从 0.57 到 0.68 的隐形传态保真度，高于经典极限。我们的工作向更多复杂量子系统的隐形传态迈进了一步，并展示了可扩展量子技术的增强能力。