Dans une étude publiée dans Lettres d'examen physique , une équipe dirigée par l'académicien Guo Guangcan de l'Université des sciences et technologies de Chine (USTC) de l'Académie chinoise des sciences (CAS) a fait des progrès dans la téléportation quantique de haute dimension. Les chercheurs ont démontré la téléportation d'états de grande dimension dans un système tridimensionnel à six photons.

Pour transmettre des états quantiques inconnus d'un endroit à un autre, la téléportation quantique est l'une des technologies clés pour réaliser la transmission à longue distance.

Par rapport aux systèmes bidimensionnels, Les réseaux quantiques de système de grande dimension présentent les avantages d'une capacité de canal plus élevée et d'une meilleure sécurité. Ces dernières années, de plus en plus de chercheurs dans le domaine de l'information quantique ont travaillé sur la génération efficace de téléportation quantique de haute dimension pour réaliser des réseaux quantiques de haute dimension efficaces.

Dès 2016, les chercheurs de l'USTC ont montré expérimentalement que la non-localité peut être produite à partir de la contextualité d'une seule particule à travers des corrélations à deux particules qui ne violent aucune inégalité de Bell par elles-mêmes, et généré un enchevêtrement tridimensionnel haute fidélité. En 2020, L'intrication quantique à 32 dimensions et la distribution efficace de l'intrication de grande dimension à travers une fibre de 11 km ont été respectivement réalisées pour jeter des bases solides pour les réseaux quantiques évolutifs.

Dans un système optique linéaire, l'enchevêtrement auxiliaire est la clé pour réaliser la téléportation quantique de grande dimension. Les chercheurs ont exploité le mode spatial (chemin) pour coder les états tridimensionnels qui ont été démontrés avec une très haute fidélité, et utilisé une paire de photons intriqués auxiliaires pour effectuer la mesure de l'état de Bell à haute dimension (HDBSM), démontrant la téléportation d'un état quantique tridimensionnel en utilisant le mode spatial d'un seul photon.

Dans ce travail, la fidélité de la matrice du processus de téléportation pourrait atteindre 0,5967, qui est de sept écarts types au-dessus de la fidélité de 1/3, ce qui prouve que la téléportation est à la fois non classique et véritablement tridimensionnelle.

Cette étude ouvre la voie à la reconstruction à distance de systèmes quantiques complexes et à la construction de réseaux quantiques complexes. Il favorisera la recherche sur les tâches d'information quantique de grande dimension. Les méthodes assistées par intrication pour HDBSM sont réalisables pour d'autres tâches d'information quantique de grande dimension.