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我科學(xué)家實(shí)現(xiàn)高維量子糾纏態(tài)最優(yōu)檢測(cè)

摘要:據(jù)中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)處獲悉,該校郭光燦院士團(tuán)隊(duì)李傳鋒、柳必恒研究組攜手合作者,首次實(shí)現(xiàn)了高維量子糾纏態(tài)的最優(yōu)檢測(cè)。相關(guān)成果日前發(fā)表在國(guó)際知名期刊《物理評(píng)論快報(bào)》上。

  ICC訊 記者25日從中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉,該校郭光燦院士團(tuán)隊(duì)李傳鋒、柳必恒研究組攜手合作者,首次實(shí)現(xiàn)了高維量子糾纏態(tài)的最優(yōu)檢測(cè)。相關(guān)成果日前發(fā)表在國(guó)際知名期刊《物理評(píng)論快報(bào)》上。

  量子糾纏是量子信息過程的核心資源,如何在實(shí)驗(yàn)上制備和檢測(cè)量子糾纏是量子信息領(lǐng)域的基本任務(wù)。然而,隨著系統(tǒng)維度數(shù)和粒子數(shù)的增加,量子態(tài)層析技術(shù)這種檢測(cè)量子糾纏態(tài)的傳統(tǒng)方法消耗的資源將會(huì)指數(shù)增長(zhǎng),因而在實(shí)驗(yàn)上不具備可擴(kuò)展性。為了解決高維糾纏檢測(cè)這一難題,研究組曾利用基于保真度的糾纏目擊方法檢測(cè)了32維的兩體最大糾纏態(tài),保真度達(dá)到了世界最高水平。然而對(duì)于常見的非最大高維糾纏態(tài),基于保真度的糾纏目擊方法并不普適。

  針對(duì)該困難,研究組與理論合作者們給出了一種最優(yōu)的量子糾纏檢測(cè)方法,該方法適用于所有的兩體量子糾纏態(tài)。為了檢驗(yàn)該方法的普適性,他們?cè)趯?shí)驗(yàn)上巧妙地制備出一系列不同類型的高維量子糾纏態(tài),并實(shí)現(xiàn)了對(duì)該量子糾纏態(tài)的局域測(cè)量等操作,從而實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的量子糾纏檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,對(duì)于四維或三維的不能采用基于保真度的糾纏目擊方法檢測(cè)的量子糾纏態(tài),用新的方法只需采用三組測(cè)量基即可認(rèn)證其量子糾纏。

  這項(xiàng)成果解決了兩體高維糾纏態(tài)的檢測(cè)問題,為實(shí)現(xiàn)各種高維量子信息過程和研究高維系統(tǒng)中的量子物理基本問題打下重要基礎(chǔ)。

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