央廣網合肥1月19日消息（記者劉軍 通訊員楊保國）記者從中國科大獲悉，該校郭光燦院士領導的中科院量子信息重點實驗室李傳鋒、許金時研究組與其合作者，深入研究噪聲信道量子容量的激活問題，實驗上首次實現了零容量量子信道中量子信息的雙向傳輸，突破了以前標準的量子信道理論。研究成果近期發表在《科學》子刊《科學·進展》上。

　　據了解，信道容量是指信道在噪聲環境下有效傳輸信息的能力，是通訊領域最基本的問題。經典信道的容量問題可由香農第二定理很好地描述，但量子信道的容量問題要復雜的多。量子信道不僅可以傳輸經典信息，還可以傳輸私密信息和量子信息，每種情況對應一個信道容量。標準的量子信道理論與經典理論相似，都是假定信道之間是相互獨立的，但真實的量子信道并非如此。

　　李傳鋒、許金時等人選擇保偏光纖進行深入研究。保偏光纖具有極強的相位消相干，原本不能用來有效傳輸量子信息。研究組利用量子通訊領域最近發展的理論工具來度量光纖的信道容量。他們首先實驗測定一根120米左右長度的保偏光纖的量子容量為零，即一次性使用單根保偏光纖是不能傳輸量子信息的。隨后他們對兩根相同的保偏光纖進行編碼，構成一個量子信道干涉儀，從而把量子容量為零的保偏光纖激活。激活后兩個保偏光纖不再獨立，而是相互關聯起來構成一個無消相干子空間，從而有效地進行量子信息傳輸。

　　為了提高光纖噪聲的關聯度，他們將兩根光纖纏繞在一起，實驗測得兩根量子容量為零的保偏光纖聯合使用時的量子容量大于0.6（理想的量子信道容量為1）。量子信道干涉儀內有兩個輸入口和兩個輸出口，通過改變干涉儀內半波片的設置，可以實現量子信息在噪聲信道中的單向傳輸或雙向傳輸。他們還進一步驗證了量子糾纏在這種裝置下傳輸的可靠性。

　　本成果演示了一種在噪聲信道中傳輸量子信息的有效方法，可用于不同量子系統的通訊和對接，為構建小型量子糾纏網絡提供了新思路，并為豐富量子通訊理論框架提供了新的物理平臺。