http://www.physorg.com/news125579210.html
March 24, 2008
透過單一一個光子傳送最大量資訊的記錄已被 Illinois 大學的研究者所超越。利用一對超糾結態（hyper-entangled）光子的「擺動（wiggling）」與「扭轉（twisting）」方向，他們已戰勝稠密編碼（dense coding）與線性光學之頻道容量（channel capacity）的根本限制（譯註：平均達到每光子傳達 1.63 位元的資訊）。
"稠密編碼可說是開展量子通訊領域的協定，" Paul Kwiat 說，John Bardeen 物理與電子及電腦工程教授。"然而，今日，在其最初的試驗性實現超過十年之後，利用傳統線性元素為光子設想時，頻道容量在根本上依然受到限制。"
在古典編碼中，單個光子只能傳達二種訊息之一，或 1 位元的資訊。在稠密編碼中，單個光子能傳達四種訊息之一，或 2 位元的資訊。
"稠密編碼是有可能的，因為光子的特性可透過一種特殊過程，稱為量子糾結而相互連結，" Kwiat 說。"這種奇異的耦合能連結二個光子，即便它們位在銀河的二端。"
然而，利用線性元素，標準協定在根本上受限於只能傳達三種訊息之一，或 1.58 位元。此新實驗利用一對糾結方式超過一種以上的光子（超糾結態）因而能多於那種閾值。結果，他們可傳送並正確解碼額外資訊，以達到稠密編碼的全部力量。
Kwiat，畢業生 Julio Barreiro 與博士後研究者 Tzu-Chieh Wei（現位於Waterloo 大學）將他們最近的實驗發表在 Nature Physics 期刊上的一篇文章中。
研究者在一對非線性結晶體中，經由自發性參數下變換（spontaneous parametric down conversion），首度製造出一對在偏振（擺動）方向與軌道角動量（扭轉）方向同時糾結的光子。他們接著以一對液晶，應用雙折射相移（birefringent phase shifts）將訊息編碼至偏振態中。
"雖然超糾結態中的自旋與軌道角動量能以單一一個個光子傳達二位元，" Barreiro 說，"不過大氣中的擾動能導致某些量子態很容易散屑（decohere，失去相凝聚），因此限制了它們在衛星對衛星傳輸中很可能的通訊應用。"
※ 相關報導：
＊ Beating the channel capacity limit for linear photonic superdense coding
http://www.nature.com/nphys/journal/v4/n4/full/nphys919.html
Julio T. Barreiro, Tzu-Chieh Wei, Paul G. Kwiat＊ 物理學家透過量子記憶「存取」量子糾結
Nature Physics 4, 282 - 286 (01 Apr 2008),
doi: 10.1038/nphys919
＊ 奈米光子交換裝置：在晶片上路由光線
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