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哈爾濱工程大學
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哈爾濱工程大學數學學院團隊在Nature子刊發表量子信息領域研究新成果

2025-02-14 13:58:41
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數學科學學院代數學及其應用團隊將盜用催化劑引入量子通信中,從而提升了量子通信中信息的傳輸能力。研究成果以“基于盜用催化劑的隱形傳態協議”(Teleportation with embezzling catalysts)為題發表在Nature子刊《通訊-物理》(Communications Physics)上。

團隊博士生邢俊景為論文的第一作者,我校數學科學學院兩位教師以及北京計算科學研究中心、新加坡高性能計算研究院的合作者為論文的通訊作者,哈爾濱工程大學為第一單位。該工作得到了國家自然科學基金等項目的支持。

信息傳輸在推動技術進步和科學探索中起著至關重要的作用。量子通信徹底革新了現有的通信技術,相較于經典通信,它具有高安全性和高通信效率的特點。量子隱形傳態協議是量子通信中的重要傳輸協議。目前該協議已經利用低地球軌道衛星實現,并且通信距離可以達到1,400公里,從而為構建全球量子網絡鋪平了道路。然而環境噪聲會影響量子通信的有效性,為了削弱噪聲所帶來的影響,團隊受到“化工生產過程中催化劑失活能夠產生意想不到的效果”這一現象的啟發,研究了允許微小誤差的盜用催化劑在量子通信中的作用,結果表明在盜用催化劑輔助下的量子隱形傳態協議可以在噪聲環境下近乎完美的實現量子信息傳輸。

量子隱形傳態協議示意圖

代數學及其應用團隊致力于代數學中前沿問題的研究。鑒于量子信息研究的戰略地位,同時表示論是研究量子信息的重要方法之一。近三年以來,團隊積極響應國家號召,整合團隊中表示論方向和量子信息方向的研究力量,將表示論應用于量子信息領域,集智攻關,著力研究量子資源理論、量子信息和量子計算中的關鍵基礎問題。剛開始遇到了不同方向之間交流困難、科研進展緩慢等問題,在學校和學院的大力支持和鼓勵下,團隊的發展走上了正軌。目前在該方向有教授3名,副教授5名,博士生5名。

《通訊-物理》為Nature子刊,是自然科研(Nature Research)旗下一本開放獲取(OA)期刊,發表物理學領域具有重大意義的最新研究進展,涵蓋實驗、應用、基礎以及跨學科研究,被國內外學者高度認可,是中科院1區Top期刊。

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