中國在國際上首次實現(xiàn)18個量子比特糾纏

我國實現(xiàn)18個量子比特糾纏

記者從中國科學技術(shù)大學獲悉：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個光子的偏振、路徑和軌道角動量3個自由度，在國際上首次實現(xiàn)18個光量子比特的糾纏，刷新了所有物理體系中最大糾纏態(tài)制備的世界紀錄。該成果以“編輯推薦”的形式近日發(fā)表在《物理評論快報》上。

多個量子比特的相干操縱和糾纏態(tài)制備是發(fā)展可擴展量子信息技術(shù)，特別是量子計算的最核心指標。量子計算的速度隨著實驗可操縱的糾纏比特數(shù)目的增加而指數(shù)級提升。然而，要實現(xiàn)多個量子比特的糾纏，需要進行高精度、高效率的量子態(tài)制備和獨立量子比特之間相互作用的精確調(diào)控。而量子比特數(shù)目的增加，使得操縱帶來的噪聲、串擾和錯誤也隨之增加。這對量子體系的設(shè)計、加工和調(diào)控要求極高，對量子糾纏和量子計算的發(fā)展構(gòu)成了巨大挑戰(zhàn)。

多粒子糾纏的操縱作為量子計算不可逾越的技術(shù)制高點，一直是國際角逐的焦點。2016年底，潘建偉團隊同時實現(xiàn)了10個光子比特和10個超導(dǎo)量子比特的糾纏，刷新并一直保持著這兩個世界紀錄。通過多年的不懈探索和技術(shù)攻關(guān)，研究組成功實現(xiàn)了18個光量子比特超糾纏態(tài)的實驗制備和嚴格多體純糾纏的驗證，創(chuàng)造了所有物理體系糾纏態(tài)制備的世界紀錄。該成果可進一步應(yīng)用于大尺度、高效率量子信息技術(shù)，表明我國繼續(xù)在國際上引領(lǐng)多體糾纏的研究。(記者孫振)