據(jù)最新消息，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉院士及其團(tuán)隊，利用線性光學(xué)系統(tǒng)，在20公里長的光纖信道中首次實(shí)現(xiàn)了量子指紋識別（Quantum Fingerprinting），突破了經(jīng)典信道傳輸?shù)臉O限，使得光纖信息傳輸?shù)男侍岣吡?0%以上，并將該成果發(fā)表在國際物理學(xué)權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《物理評論快報》上，得到世界物理學(xué)界的普遍贊譽(yù)和高度認(rèn)可。

需要注意的是，這里的量子指紋識別和我們常見的智能手機(jī)指紋識別并沒有關(guān)系，而是一種信息傳輸中使用的完整性校驗(yàn)機(jī)制。當(dāng)在信道中傳輸了N比特的消息之后，收發(fā)雙方需要進(jìn)行信息比對，經(jīng)典方法所需要傳送的最小信息量為 √N(yùn) 比特，而量子指紋識別可以將需要傳送的信息量降低為 logN 比特，以指數(shù)級提高了信道容量和傳輸效率。

近年來，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅猛發(fā)展和大數(shù)據(jù)時代的到來，光纖通信網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)量正在以指數(shù)級的速度高速增長。如何利用有限的光纖傳輸帶寬來實(shí)現(xiàn)高效的信息傳輸，一直是擺在科學(xué)家們面前的一個難題?？墒?，隨著量子通信的發(fā)展和應(yīng)用，對如何解決該問題指明了新的方向。

首先，利用量子糾纏效應(yīng)實(shí)現(xiàn)的量子通信技術(shù)，有絕對的安全性。其次，利用量子力學(xué)的疊加原理，還可以大大提高信息的傳輸效率。正是由于以上兩大優(yōu)勢，科學(xué)家們普遍認(rèn)為量子通信將會是未來的發(fā)展方向。

早在2001年，量子指紋識別的相關(guān)理論就被學(xué)者提出，但受限于各種技術(shù)條件，國際上以往的實(shí)驗(yàn)都未能突破現(xiàn)有的經(jīng)典信息系統(tǒng)極限。這次潘建偉團(tuán)隊搭建了具有主動相位補(bǔ)償?shù)?0公里長雙Sagnac干涉儀，結(jié)合中科院上海微系統(tǒng)所超導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室研制的超低噪聲超導(dǎo)納米線單光子探測器，最終實(shí)現(xiàn)了傳輸信息效率比經(jīng)典方法高84%的量子指紋識別。不但是世界上首次突破經(jīng)典極限的量子指紋識別，也是首次在實(shí)驗(yàn)中觀測到量子信道容量相比經(jīng)典信道的優(yōu)越性。

按照中科大官方的報道，潘建偉院士及其團(tuán)隊，與中科院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所、美國麻省理工學(xué)院的科研人員通力合作，此外還得到了中科院量子信息與量子科技前沿卓越創(chuàng)新中心、中科院超導(dǎo)電子學(xué)卓越創(chuàng)新中心、中科院-阿里巴巴量子計算實(shí)驗(yàn)室、基金委、科技部、教育部等各個部門和機(jī)構(gòu)的支持。

潘建偉團(tuán)隊的相關(guān)成果在《物理評論快報》審稿時，審稿專家對這一工作的重要性給予了高度認(rèn)可，稱贊這一實(shí)驗(yàn)“提供了量子密鑰分發(fā)之外的量子信息的重要應(yīng)用”。歐洲物理學(xué)會下屬網(wǎng)站《物理世界》在文章未發(fā)表之前就進(jìn)行了相關(guān)報道，報道援引國際著名量子通信專家Norbert Luetkenhaus的評論說：“這項研究將開啟其他很多（量子通信）方面的新應(yīng)用?！?/p>

來源：中科大新聞，觀察者，維基百科

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