11月16日，記者從中科大獲悉，該校中科院量子信息重點實驗室史保森教授小組最近實現兩個量子存儲單元之間的高維糾纏及多自由度的量子超糾纏。成果先后發表于著名學術期刊《光：科學與應用》和《自然·通訊》上，對于構建大信息量、長距離的量子網絡和不同自由度的混合量子網絡具有重要意義。

利用光子的軌道角動量，可以構成一個無限維完備的希爾伯特空間，將光子編碼在該空間可以大幅度增加光子的信息攜帶量，提高量子網絡的信道容量。利用光子的高維編碼態可以實現全息量子隱形傳態、全息量子計算等量子信息協議。量子糾纏的存儲是實現量子計算和量子網絡通信的關鍵技術之一，構建大信息量、長距離量子網絡首先要解決高維糾纏的量子存儲。

光子既能在偏振、路徑等單個自由度之間產生糾纏，也可以同時在多個自由度實現糾纏，即產生所謂超糾纏。相比于單自由度糾纏，多自由度超糾纏可以實現更有效的貝爾態測量，提高量子網絡的信道容量，也有助于量子純化、量子計算的物理實現，還可以應用于量子力學基本問題如非局域性的深入研究等。此前，多自由度超糾纏態量子存儲在國際上尚屬空白。

史保森小組最近利用激光冷卻與囚禁的冷原子系綜，實現兩個量子存儲單元之間的光子軌道角動量七維糾纏。基于冷原子系綜的自發拉曼過程，他們利用自鎖定的干涉技術產生了光子軌道角動量二維糾纏和三維糾纏，而后將單光子送到第二個冷原子系綜，利用另一個自鎖定干涉儀將其存儲下來，從而在兩個原子系綜之間建立了兩個自由度之間的超糾纏。