我成功實(shí)現(xiàn)“十光子糾纏”

從中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉,該校潘建偉院士及同事陸朝陽、陳宇翱等近期在量子信息科研領(lǐng)域再獲重大突破,他們通過兩種不同的方法制備了綜合性能最優(yōu)的糾纏光子源,首次成功實(shí)現(xiàn)“十光子糾纏”,再次刷新了光子糾纏態(tài)制備的世界紀(jì)錄。

國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《物理評(píng)論快報(bào)》日前以“編輯推薦”的形式發(fā)表了該成果,美國(guó)物理學(xué)會(huì)網(wǎng)站和英國(guó)《自然》雜志“研究亮點(diǎn)”欄目也進(jìn)行了報(bào)道。

多粒子糾纏操縱作為量子信息處理基本能力的核心指標(biāo),近年來一直是國(guó)際學(xué)界角逐的焦點(diǎn)。操縱的糾纏光子數(shù)目越多,量子信息處理能力就會(huì)指數(shù)級(jí)增長(zhǎng),但同時(shí)實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)的難度也急劇增加。

潘建偉和同事分別于2004年、2007年、2012年在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)對(duì)五光子、六光子、八光子糾纏的操縱,并系統(tǒng)性地應(yīng)用于量子通信、量子計(jì)算等多個(gè)研究方向,如今年我國(guó)發(fā)射的全球首顆量子通信實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星。

自2012年潘建偉小組實(shí)現(xiàn)八光子糾纏后,他們成功地將該技術(shù)應(yīng)用于拓?fù)淞孔蛹m錯(cuò)和百公里量子隱形傳態(tài)實(shí)驗(yàn),相關(guān)成果入選了《自然》雜志年度十大科技亮點(diǎn)。

近期,潘建偉小組利用兩種不同的技術(shù)途徑制備了收集效率、保真度和光子全同性三個(gè)綜合性能國(guó)際最優(yōu)的脈沖糾纏光子源,并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了十光子純糾纏和可提純糾纏態(tài)的實(shí)驗(yàn)制備和嚴(yán)格驗(yàn)證。

據(jù)了解,這一突破表明我國(guó)繼續(xù)引領(lǐng)國(guó)際多光子糾纏和干涉度量研究,研究成果將可應(yīng)用于遠(yuǎn)程量子通信和實(shí)用化量子計(jì)算等大尺度量子信息技術(shù)。