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我國科學家在“連續(xù)變量”集成光量子芯片領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)新突破

2025-02-21 新華每日電訊

  我國量子科技研究迎來突破性進展,?!蹲匀弧冯s志20日發(fā)布一項重要研究成果,,我國科研團隊成功實現(xiàn)全球首例基于集成光量子芯片的“連續(xù)變量”量子糾纏簇態(tài)。相關(guān)專家表示,,這一成果填補了采用連續(xù)變量編碼方式的光量子芯片關(guān)鍵技術(shù)空白,,也為光量子芯片的大規(guī)模擴展及其在量子計算、量子網(wǎng)絡等領(lǐng)域的應用奠定重要基礎(chǔ),。

  集成光量子芯片是一種能在微納尺度上編碼,、處理、傳輸和存儲光量子信息的先進平臺,。如何在光量子芯片上實現(xiàn)大規(guī)模量子糾纏是國際量子研究難題,。量子糾纏簇態(tài)作為一種典型的多比特量子糾纏態(tài),是量子信息科學的核心資源,,然而其確定性,、大規(guī)模制備面臨巨大實驗困難,尤其連續(xù)變量簇態(tài)的光量子芯片的制備和驗證技術(shù)在國際上仍屬空白,。

  經(jīng)多年攻關(guān),,北京大學教授王劍威、龔旗煌和山西大學教授蘇曉龍等帶領(lǐng)的研究團隊,,成功攻克關(guān)鍵技術(shù)瓶頸,創(chuàng)新性發(fā)展了連續(xù)變量光量子芯片調(diào)控,、多色相干泵浦與探測技術(shù),,實現(xiàn)了確定性、可重構(gòu)的糾纏簇態(tài)制備,,并對簇態(tài)糾纏結(jié)構(gòu)進行實驗驗證,。

  王劍威介紹,量子比特可分別通過離散變量編碼,、連續(xù)變量編碼方式在光量子芯片上實現(xiàn),。為制備出具有超高保真度的量子比特,以往通常采用基于單光子的離散變量編碼方式,,但該方法的成功率隨量子比特數(shù)增加呈指數(shù)下降,。為此,團隊采用基于光場的連續(xù)變量編碼方式,,破解了制備量子比特和量子糾纏的“概率”難題,,首次實現(xiàn)了量子糾纏簇態(tài)在芯片上的“確定性”產(chǎn)生。

  “這是我國科學家在集成光量子芯片技術(shù)領(lǐng)域取得的新突破,?!饼徠旎捅硎荆@一原創(chuàng)成果為大規(guī)模量子糾纏態(tài)的制備與操控提供了全新的技術(shù)路徑,,對推動量子計算,、量子網(wǎng)絡和量子模擬等領(lǐng)域的實用化發(fā)展具有重要意義,。

  《自然》雜志審稿人評價稱:“這項工作首次在光量子芯片上實現(xiàn)多比特的連續(xù)變量量子糾纏,是可擴展光量子信息處理的重要里程碑,?!?span style="text-wrap: wrap;">(記者 魏夢佳)

編輯:周大為

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