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中国量子信息技术刷新世界纪录:首次实现18个量子比特纠缠

量子通信

7月3日消息,中国科学技术大学潘建伟教授及其同事陆朝阳、刘乃乐、汪喜林等通过调控六个光子的偏振、路径和轨道角动量三个自由度,在国际上首次实现18个光量子比特的纠缠,刷新了所有物理体系中最大纠缠态制备的世界纪录。该成果以“编辑推荐”的形式发表在《物理评论快报》上,从投稿经国际同行评议到被正式接收,只用了三个星期的时间。

由于量子信息技术的巨大潜在价值,欧美各国都在积极整合各方面研究力量和资源,开展国家级的协同攻关。例如,欧盟在2016年宣布启动量子技术旗舰项目;最近,美国国会也正式通过了“国家量子行动计划”;此前,大型高科技公司如谷歌、微软、IBM等也纷纷强势介入量子计算研究。

多个量子比特的相干操纵和纠缠态制备是发展可扩展量子信息技术,特别是量子计算的最核心指标。量子计算的速度随着实验可操纵的纠缠比特数目的增加而指数级提升。然而,要实现多个量子比特的纠缠,需要进行高精度、高效率的量子态制备和独立量子比特之间相互作用的精确调控。量子比特数目的增加,使得操纵带来的噪声、串扰和错误也随之增加。这对量子体系的设计、加工和调控要求极高,对量子纠缠和量子计算的发展构成了一个巨大的综合挑战。

论文链接:https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.260502

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