远距离纠缠纯化数据

主要面向量子通信的实验研究，受到国家重点研发计划项目2017YFA0304102支持，高质量的长距离纠缠对于量子通信和中继量子网络都至关重要。纠缠纯化是在噪声环境中从低质量纠缠中提取出高质量纠缠，在量子中继器中起着关键作用。先前重要的纠缠纯化实验需要两对低质量纠缠态，并在实验平台上进行了演示。在这里，我们提出并报道了一种仅使用一对超纠缠态的高效长距离纠缠纯化方法。我们还展示了它在基于纠缠的量子密钥分配（QKD）中的实际应用。在11km多芯光纤（噪声信道）上分发了一对偏振空间模超纠缠。经过提纯后，偏振纠缠的保真度从0.771提高到0.887，基于纠缠的量子密钥分配的有效密钥率从0提高到0.332。偏振纠缠的Clauser-Horne-Shimony-Holt不等式的值从1.829到2.128。此外，通过使用一对超纠缠和确定性受控非门，总纯化效率可以估计为使用两对具有自发参数下转换源的纠缠态的实验的6.6×10^3倍。我们的结果提供了作为全量子中继器和大规模量子网络的一部分实现的潜力。数据量为41KB。