摘要：研究人员开发了一种技术，可以使高维量子信息在光线下编码更实际和可靠。进步可以为更安全的数据传输和下一代量子技术铺平道路。...

一组研究人员开发了一种技术，可以使高维量子信息在光线下更加实用和可靠。

这种进步发表在物理评论信，可以为更安全的数据传输和下一代量子技术铺平道路。

量子信息可以存储在单个光子的精确时机中，这些光子是光的微粒。

但是，传统方法可能需要极其复杂且不稳定的测量技术来解决这些到达时间，从而使实用的应用变得笨拙且乏味。

The new study, jointly led by Griffith University researchers Dr Simon White and Dr Emanuele Polino from the Quantum Optics and Information Laboratory (QOIL), within Griffith's Queensland Quantum and Advanced Technologies Research Institute (QUATRI), introduces a simpler, more stable approach using a quantum effect called Hong-Ou-Mandel (HOM) interference, which precisely measures the timing of photons without the usual technical headaches.

当两个相同的光子在梁分离器上遇到并导致它们以特殊的方式行为时，就会发生HOM干扰。

怀特博士说：“将其视为宇宙的尴尬握手版本，实际上可以实现一些有用的东西。”

这种效果已用于许多量子应用中，但是现在研究人员成功地将其应用于时间键量子编码，这是一种在光子到达时存储信息的方法。

怀特博士说：“光子是量子信息的理想载体，在光子到达时间中编码信息是发送量子消息的好方法。”

“我们展示了如何简化这些消息的测量，因此检测器无需解决到达的单个时间；而不是观察干扰。”

为了进一步增强这种方法，团队将HOM干扰与一种称为量子步行的技术相结合，该技术描述了单个光子在时间上的移动。

这种组合允许生成和测量称为Qudits的高维量子信号。

与只能是0或1的经典位，或常规量子位，可以同时组合0和1，Qudits是量子信息的单位，以两个以上可能的值为单位。

此功能可以大大增加可以处理和传输的信息量，并可以帮助确保可以信任安全的通信。

Polino博士说：“通过光学实验，我们的团队证明了州生成和测量技术的可靠性，这些技术可扩展超过二维，我们的忠诚度超过了99％。”

此外，格里菲斯研究团队成功强调了他们的协议如何在单个光子的不同性质之间产生量子纠缠（一种密切相关的关键量子现象）。

Polino博士说：“纠缠是量子力学的关键特性。”

“证明纠缠的存在很重要，因为它可以深入了解将来如何使用这些量子性能。”

怀特博士总结说：“发送安全的量子信号是一项艰巨的任务，但是使用基于时间的Qudits编码使该任务更加容易，更健壮。”

“通过提高时间键量子编码的稳定性，多功能性和简单性，这一突破使我们更接近可扩展的量子技术。

“这项工作有助于我们更好地看到量子粒子的基本特性，并为安全通信，高级量子仿真和现实世界量子应用打开了新的可能性。老实说，我们认为这很重要。”