记者2月5日从中国科学技术大学获悉，该校郭光灿院士团队在量子通信实验研究中取得重要进展，首次实现量子信道因果序的相干叠加，超越标准量子香农理论。该成果于1月24日发表在国际物理学著名学术期刊《物理评论快报》上。

香农理论是经典信息论的基础，其中信息载体是经典系统。如果把信息载体推广到量子系统则得到标准的量子香农理论，它是量子通信与量子信息的基础。但在标准量子香农理论中，量子信息载体的传输路径仍然是确定的，没有量子化。为了建立比标准量子香农理论更广义的量子通信理论，超越标准量子香农理论研究成为近期国际量子信息理论研究的热点。

近两年的理论研究发现，当多个信道连接顺序处于相干叠加态时，经典信息和量子信息的传输速率相比标准的量子香农理论都有进一步的提升。受此启发，团队通过构造光学量子开关，实现了两个信道两种连接顺序的相干叠加，利用相位锁定技术使得相干叠加操作的保真度达到97%以上。在此基础上，又分别实现了经典信息和量子信息的高保真度传输，实验结果均优于标准量子香农理论通信模型（传输路径不相干叠加）的结果。

该工作由郭光灿院士团队实验室李传锋、柳必恒等人与香港大学理论物理学家合作完成，是国际上首个利用量子信道因果序的相干叠加实现超越标准量子香农理论的量子通信原理性实验验证，是香农理论二次量子化的重要一步。此外，信道连接顺序的相干叠加被证实是一种非定序的因果结构，这种新奇的量子资源在其他量子信息过程中也有重要用途。（记者 陈婉婉）