中國(guó)在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)18個(gè)量子比特糾纏

我國(guó)實(shí)現(xiàn)18個(gè)量子比特糾纏

記者從中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉：該校潘建偉教授及其同事陸朝陽、劉乃樂、汪喜林等通過調(diào)控6個(gè)光子的偏振、路徑和軌道角動(dòng)量3個(gè)自由度，在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)18個(gè)光量子比特的糾纏，刷新了所有物理體系中最大糾纏態(tài)制備的世界紀(jì)錄。該成果以“編輯推薦”的形式近日發(fā)表在《物理評(píng)論快報(bào)》上。

多個(gè)量子比特的相干操縱和糾纏態(tài)制備是發(fā)展可擴(kuò)展量子信息技術(shù)，特別是量子計(jì)算的最核心指標(biāo)。量子計(jì)算的速度隨著實(shí)驗(yàn)可操縱的糾纏比特?cái)?shù)目的增加而指數(shù)級(jí)提升。然而，要實(shí)現(xiàn)多個(gè)量子比特的糾纏，需要進(jìn)行高精度、高效率的量子態(tài)制備和獨(dú)立量子比特之間相互作用的精確調(diào)控。而量子比特?cái)?shù)目的增加，使得操縱帶來的噪聲、串?dāng)_和錯(cuò)誤也隨之增加。這對(duì)量子體系的設(shè)計(jì)、加工和調(diào)控要求極高，對(duì)量子糾纏和量子計(jì)算的發(fā)展構(gòu)成了巨大挑戰(zhàn)。

多粒子糾纏的操縱作為量子計(jì)算不可逾越的技術(shù)制高點(diǎn)，一直是國(guó)際角逐的焦點(diǎn)。2016年底，潘建偉團(tuán)隊(duì)同時(shí)實(shí)現(xiàn)了10個(gè)光子比特和10個(gè)超導(dǎo)量子比特的糾纏，刷新并一直保持著這兩個(gè)世界紀(jì)錄。通過多年的不懈探索和技術(shù)攻關(guān)，研究組成功實(shí)現(xiàn)了18個(gè)光量子比特超糾纏態(tài)的實(shí)驗(yàn)制備和嚴(yán)格多體純糾纏的驗(yàn)證，創(chuàng)造了所有物理體系糾纏態(tài)制備的世界紀(jì)錄。該成果可進(jìn)一步應(yīng)用于大尺度、高效率量子信息技術(shù)，表明我國(guó)繼續(xù)在國(guó)際上引領(lǐng)多體糾纏的研究。(記者孫振)