量子通信领域有重大进展！中国科大首次实现量子信息掩蔽

中国科大首次实现量子信息掩蔽!

日前，从中国科学技术大学传来喜讯，来自该校的郭光灿院士团队于2021年4月30日在国际知名期刊《Physical Review Letters》上发表《Photonic Implementation of Quantum Information Masking》一文。该团队研究表示在光量子信息处理领域，首次实现了光量子信息的掩蔽，成功地将量子信息隐藏到非局域的量子纠缠态中，并秘密发送了一张图片。成果展示了量子信息掩蔽作为一种全新的量子信息处理协议的可行性，对保密量子通信的理论研究和实际应用都具有重要意义。

我们大家都知道，量子通信领域一直是各国争相研究的热点。简言之，谁掌握了量子通信技术，就基本掌握了绝密的通信路径。自2016年8月16日1时40分墨子号量子科学实验卫星升空起，我国的量子通信领域进入了突破性研究阶段，同时也标志着我国空间科学研究又迈出重要一步。量子信息掩蔽 (quantum information masking) 是近期发展起来的一种信息处理协议，它将量子信息由单个量子载体完全转移到多个载体间的量子纠缠态上，这样一来，仅从单个载体上将提取不到任何信息。此前的研究证明虽不能实现对所有量子态都成立的量子信息掩蔽，但能够实现掩蔽的量子态仍是相当丰富的。量子信息掩蔽不仅在量子秘密共享、量子比特承诺等实际量子信息任务中具有广泛应用，也有助于对量子信息守恒等基本问题的理解。

据了解，此次郭光灿院士团队是利用线性光学研究平台，首次实现了量子信息掩蔽。研究团队发现光学系统中的光子熔接门与掩蔽操作存在对应关系，通过构造光子熔接门，成功地实现了光子偏振态的量子信息掩蔽，把单光子携带的量子态隐藏到了两光子的量子纠缠态中。实验结果表明纠缠态与理论值相比较，保真度达到97.7%。基于此发现，研究团队进一步实现了三方量子秘密共享并用来完成简单图像的安全传输。