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近日，北京大學與山西(xi)大學聯合研究(jiu)團隊成功(gong)實現全球首例基于集成光量(liang)(liang)(liang)子(zi)芯(xin)片的連續變量(liang)(liang)(liang)簇態量(liang)(liang)(liang)子(zi)糾(jiu)纏。這一突(tu)破性進(jin)展(zhan)為光量(liang)(liang)(liang)子(zi)芯(xin)片的大規(gui)模擴展(zhan)及其在量(liang)(liang)(liang)子(zi)計算、量(liang)(liang)(liang)子(zi)網絡和(he)量(liang)(liang)(liang)子(zi)信息等領域的應(ying)用奠定(ding)了重(zhong)要基礎。相關研究(jiu)成果日前在國際(ji)學術期刊《自(zi)然(ran)》雜志上發(fa)表。
集成光量子(zi)芯片是(shi)一(yi)種(zhong)能(neng)夠在微納(na)尺度上(shang)編碼、處(chu)理、傳(chuan)輸(shu)和存儲光量子(zi)信(xin)息的先進平臺。如何在芯片上(shang)實現多比(bi)特量子(zi)糾(jiu)纏態，一(yi)直是(shi)困擾全球量子(zi)科研人員的難題。
在北(bei)京大(da)學(xue)教授王劍威(wei)、龔旗(qi)煌和山西大(da)學(xue)教授蘇曉龍等(deng)科學(xue)家(jia)的帶領下，研究團隊經過(guo)多年(nian)潛(qian)心攻關，創(chuang)新性(xing)地(di)發(fa)展(zhan)了(le)超低損耗的連續變量光量子芯片調控(kong)技(ji)術和多色相(xiang)干泵浦與探(tan)測(ce)技(ji)術，實現了(le)確定(ding)性(xing)、可重構的糾(jiu)(jiu)纏(chan)簇態(tai)制備，并對簇態(tai)糾(jiu)(jiu)纏(chan)結構進行嚴格的實驗(yan)驗(yan)證。
《自然》雜(za)志審稿人(ren)評(ping)價，這項工(gong)作首次在(zai)光量子芯片上實現(xian)多比特的(de)連續變量量子糾纏，是可擴展光量子信息(xi)處理(li)的(de)重(zhong)要里程碑(bei)。
“量(liang)(liang)子(zi)糾(jiu)纏簇態(tai)作(zuo)為量(liang)(liang)子(zi)信息(xi)科(ke)學(xue)的(de)(de)核心(xin)資源，其大規模制(zhi)備一(yi)直(zhi)是國際(ji)科(ke)學(xue)界競相攻克的(de)(de)重(zhong)點方向。”王劍威介紹(shao)，傳統(tong)離散變量(liang)(liang)光(guang)量(liang)(liang)子(zi)芯片的(de)(de)糾(jiu)纏制(zhi)備成(cheng)功(gong)率隨比特數增加呈指數下降(jiang)，而(er)中(zhong)國科(ke)學(xue)家研(yan)發的(de)(de)連續變量(liang)(liang)光(guang)量(liang)(liang)子(zi)芯片成(cheng)功(gong)解(jie)決(jue)了這一(yi)世界性(xing)(xing)難題，實現了量(liang)(liang)子(zi)糾(jiu)纏簇態(tai)的(de)(de)確定性(xing)(xing)產生(sheng)。
“該成果標(biao)志(zhi)著(zhu)我國在集成光量(liang)(liang)子(zi)芯(xin)片技術領域取得(de)重(zhong)要突破。”龔(gong)旗煌表示，這一(yi)原創成果填補了(le)連續變量(liang)(liang)光量(liang)(liang)子(zi)芯(xin)片領域的(de)關(guan)鍵技術空白，還為大(da)規模(mo)量(liang)(liang)子(zi)糾纏態的(de)制備與操(cao)控提(ti)供了(le)全(quan)新的(de)技術路徑，為量(liang)(liang)子(zi)計算和量(liang)(liang)子(zi)網絡(luo)的(de)實用化發展(zhan)提(ti)供了(le)關(guan)鍵技術支撐。
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