中国物理学家在不破坏任何光子的情况下使13个光子量子比特发生纠缠

編集者: Svitlana Velhush

物理学家将13个光子量子比特联结成真正的纠缠态,同时没有消灭任何一个光子。这发生在中国的清华大学实验室,由张洪义领导的团队在此应用了量子非破坏测量和确定性图态融合。

研究人员首先利用超导电路制备出小型纠缠的微波光子群。信息被编码在光子不同的时间槽中。随后,量子非破坏探测器测量选定的光子对,将它们投影到贝尔态,并把较小的图态连接成一个整体。频率调谐使得可以选择哪些光子对参与融合,从而使该过程具有可编程性。主动重置和重复使用超导量子比特,再加上纠错,降低了退相干的影响。

结果成功实现了13个光子量子比特的真正多体纠缠。这意味着纠缠覆盖了整个群体,而不仅限于个别子群。这里的量子非破坏测量就像检查一本合上的书的重量:信息被提取出来,而对象本身保持完好,可供进一步使用。

这种方案为可扩展的光子量子网络开辟了道路。大型图态成为基于测量的计算、量子通信和纠错方案的资源。与线性光学的概率性方法不同,新方法是确定性的,不需要多次尝试。

研究结果发表在2026年10月的《Nature Physics》杂志上。该团队已经计划构建带有多个探测器的架构,以实现更大、更复杂的状态。

这是一个真实的实验,其中每个光子都保留了自己的量子特性,并继续参与整体的纠缠网络。

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ソース元

  • 13-qubit genuine entanglement achieved without destroying the photons

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