清华团队首次实现25个量子接口之间量子纠缠 向量子互联网发展再进一步

2018-04-28 09:52 来源:光明网 

记者从清华大学获悉,该校段路明教授研究组在量子信息领域取得重要进展,首次实现了25个量子接口之间的量子纠缠。相比于先前加州理工学院研究组保持的4个量子接口之间纠缠的世界纪录,纠缠的量子接口数目提高了约6倍。

此项研究成果证明了多个量子接口间的纠缠具备实现的基础,将对量子信息领域产生重要影响,被审稿人评价为“构建第一个量子网络过程中的一个重要的里程碑”。该成果已经在国际知名学术期刊《科学·进展》上发表。

“传统计算机、手机和其他设备需要通过一个个接口来进行连接,比如我们熟悉的USB接口或者手机天线等。量子网络也同样需要接口,实现量子接口之间的纠缠是构建未来量子互联网的一个基本要求。”段路明介绍,量子接口用于实现量子信息在光子和存储粒子(通常为原子)之间的相干转化,是连接量子存储器或量子计算单元与光量子通信通道间的重要界面,实现量子接口之间的纠缠是构建量子网络和未来量子互联网的一个基本要求。在量子信息科学中,光子拥有最快的传输速度,是传播量子信息的最佳载体,而原子拥有很长的量子相干时间,被广泛用于量子信息的存储。量子接口将光子和存储原子连接起来,实现量子信息在不同载体间的高效相互转换。

与此前世界纪录保持者加州理工学院采用的以原子系综作为光子与存储器之间的量子接口的方法相比,段路明团队研发了新颖的二维量子接口阵列,可以方便地实现多个量子接口间的纠缠。研究人员通过光束复分技术,独立寻址并相干调控5×5的量子接口阵列,制备了多体量子纠缠态。在25个量子接口之间,实验利用纠缠判据以高置信度证明至少存在22体以上的真实纠缠,刷新了量子接口纠缠数量的世界纪录。

该论文第一作者为清华大学交叉信息研究院博士研究生濮云飞,通讯作者为段路明,其他作者包括交叉信息研究院博士研究生蒋楠、常炜、李畅,张胜以及美国密西根大学博士研究生吴宇恺。

(光明融媒记者邓晖)

[责任编辑:田媛]

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