中国科学技术大学郭光灿院士团队柳必恒研究组在高维量子通信领域取得关键进展。他们提出基于“随机存取码”的新通信框架，在八维量子光学平台上实现了高成功率（97.29%） 的随机通信，并同步提出了一种可扩展、高噪声鲁棒的高维纠缠认证方案。
新协议的核心创新在于，发送端仅需对单光子进行高维移位和相位编码；接收端无需执行极其复杂的纠缠测量，仅进行简单的单粒子测量即可随机解码信息。这从根本上绕过了长期制约高维量子实验发展的最大技术障碍。 实验采用“路径+偏振”混合编码构建八维空间。测得的通信成功率超过七维纠缠的理论上限，有力认证了共享纠缠的维度不低于八维，证明了方案的可行性与优越性。 该方案不仅具备良好的可扩展性，其光学实现方案与现有城际光纤网络兼容，为未来实现实用化的长距离高维量子通信（如量子密钥分发、量子网络）奠定了关键技术基础。
该成果突破了经典通信的性能极限，推动了量子密钥分发、随机数生成等前沿应用的发展。 传统的高维量子通信依赖复杂的高维量子门操作和纠缠测量，在光子平台上实现这些操作具有极大挑战。而该研究通过构建一种随机通信协议，发送端仅需通过高维移位操作与相位门（X、Z）对单光子编码两位信息，接收端则根据通信需求进行单粒子测量，从而规避了高维系统中复杂的纠缠测量操作。 在实验中，团队利用路径和偏振自由度混合编码构建八维子空间，实现了高维移位操作和高维测量的高效性，展示了优越的可扩展性。实验结果证明，该方法的解码成功率为0.9729±0.0001，超过了七维纠缠的理论成功率上界0.9677，表明共享的纠缠态维度不低于八维。 这一研究不仅消除了长期制约高维量子实验发展的技术瓶颈，还为未来高维量子通信的实用化和长距离分发提供了技术基础。相关研究成果已于9月17日在线发表在《物理评论快报》（Physical Review Letters）上，并得到了国家自然科学基金等的支持。
