制备出高质量的量子纠缠态,是实现量子通讯、量子计算等应用的条件。记者从中国科学技术大学获悉,近期该校郭光灿院士团队研发出一种新的纠缠态丈量方法,可以快速检修出多体纠缠态相对于目标纠缠态的保真度,实验实现了最优效率的多光子纠缠态检修,对研制大规模量子通讯和量子计算网络具有重要意义。
检修量子纠缠态的质量,是量子科研中的重要课题。传统的量子态“层析法”,丈量的数目大、复杂度高,难以知足未来大规模丈量的需要。
近期,郭光灿院士团队中的李传锋、陈耕、许小冶等人构造出一组最优的丈量基准,先让目标纠缠态可以通过丈量,再随机选取这些丈量基准对制备出的纠缠态入行测试。单次测试假如通过,会造成失真度的估计值减小;假如不通过,会造成失真度的估计值增加。在该实验中,失真度的估计值与测试样本数目成反比,达到了量子力学理论划定的极限。这意味着实现了最优效率的纠缠态检修,更重要的是,该方法所需要的测试样本数目不会随纠缠态规模的扩大而增加。
利用这种最优量子纠缠态检修法,科研职员对2光子和4光子纠缠态分别入行了检修。其中对于4光子的纠缠态,他们利用9个丈量装置和大约2500次丈量即精确测出了失真度。如使用传统的量子态“层析法”,要达到相同的丈量精度,需要使用81个丈量装置和45000次丈量。高效率的新检修方法,对未来实现大规模量子通讯和量子计算网络具有重要意义。
日前,国际着名学术期刊《物理评论快报》发表了这项研究成果。
