我國學者實驗實現(xiàn)“最優(yōu)量子糾纏態(tài)”檢驗

　　新華社合肥7月24日電（記者 徐海濤）制備出高質量的量子糾纏態(tài)，是實現(xiàn)量子通信、量子計算等應用的前提。記者從中國科學技術大學獲悉，近期該校郭光燦院士團隊研發(fā)出一種新的糾纏態(tài)測量方法，可以快速檢驗出多體糾纏態(tài)相對于目標糾纏態(tài)的保真度，實驗實現(xiàn)了最優(yōu)效率的多光子糾纏態(tài)檢驗，對研制大規(guī)模量子通信和量子計算網絡具有重要意義。

　　檢驗量子糾纏態(tài)的質量，是量子科研中的重要課題。傳統(tǒng)的量子態(tài)“層析法”，測量的數(shù)量大、復雜度高，難以滿足未來大規(guī)模測量的需要。

　　近期，郭光燦院士團隊中的李傳鋒、陳耕、許小冶等人構造出一組最優(yōu)的測量基準，先讓目標糾纏態(tài)可以通過測量，再隨機選取這些測量基準對制備出的糾纏態(tài)進行測試。單次測試如果通過，會造成失真度的估計值減小；如果不通過，會造成失真度的估計值增加。在該實驗中，失真度的估計值與測試樣本數(shù)量成反比，達到了量子力學理論規(guī)定的極限。這意味著實現(xiàn)了最優(yōu)效率的糾纏態(tài)檢驗，更重要的是，該方法所需要的測試樣本數(shù)量不會隨糾纏態(tài)規(guī)模的擴大而增加。

　　利用這種最優(yōu)量子糾纏態(tài)檢驗法，科研人員對2光子和4光子糾纏態(tài)分別進行了檢驗。其中對于4光子的糾纏態(tài)，他們利用9個測量裝置和大約2500次測量即精確測出了失真度。如使用傳統(tǒng)的量子態(tài)“層析法”，要達到相同的測量精度，需要使用81個測量裝置和45000次測量。高效率的新檢驗方法，對未來實現(xiàn)大規(guī)模量子通信和量子計算網絡具有重要意義。

　　日前，國際知名學術期刊《物理評論快報》發(fā)表了這項研究成果。