量子密集編碼是最重要的量子保密通信過程之一。衡量密集編碼的重要指標(biāo)是信道容量，即A向B發(fā)送一個光子所能傳輸?shù)谋忍財?shù)?；诙S糾纏的比特系統(tǒng)中，量子密集編碼的信道容量極限為2。時至2008年有科學(xué)家利用超糾纏技術(shù)，將量子密集編碼的信道容量由最初的1.13提升到1.63。又經(jīng)過10多年努力，至2017年，基于完全的貝爾基測量，這一紀(jì)錄才被更新為1.665。

    近期，在國家重點(diǎn)研發(fā)計劃量子調(diào)控與量子信息重點(diǎn)專項(xiàng)項(xiàng)目“固態(tài)量子存儲器”的支持下，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)李傳鋒團(tuán)隊(duì)在自主研制的高品質(zhì)三維糾纏源的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步制備出偏振-路徑復(fù)合的四維糾纏源，保真度達(dá)到98%。利用這種四維糾纏源首次成功識別了五類貝爾態(tài)，并實(shí)驗(yàn)演示了量子密集編碼，一舉把量子密集編碼的信道容量紀(jì)錄提升到了2.09，超過了兩維糾纏能達(dá)到的理論極限，創(chuàng)造了當(dāng)前國際最高水平。這項(xiàng)工作充分展示了高維糾纏在量子通信中的優(yōu)勢，為高維糾纏在量子信息領(lǐng)域的深入研究打下重要基礎(chǔ)。該成果于7月20日發(fā)表在國際權(quán)威期刊《科學(xué)·進(jìn)展》上。

 圖：高維密集編碼實(shí)驗(yàn)裝置圖（上）；利用高維密集編碼傳輸五色的中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)英文簡寫(USTC)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果（下）