中國物理學家讓13個光子量子位元糾纏,且未破壞任何一個

编辑者: Svitlana Velhush

物理學家將13個光子量子位元連結成真正的糾纏,且未摧毀任何一個光子。這發生在中國清華大學的實驗室中,由張洪義領導的團隊應用了量子非破壞性測量與圖態的確定性融合。

研究人員首先利用超導電路製造出小型糾纏的微波光子群。資訊被編碼在光子不同的時間槽中。接著,量子非破壞性偵測器測量選定的光子對,將它們投影到貝爾態,並把較小的圖態連接成一個整體。頻率調諧使得可以選擇哪些光子對參與融合,讓過程具備可程式化性。主動重置與重複使用超導量子位元,再加上錯誤修正,降低了退相干的影響。

結果成功實現了13個光子量子位元一次性的真正多體糾纏。這意味著糾纏涵蓋了整個群體,而非僅限於個別的子群。量子非破壞性測量在此的作用,就像檢查一本合上的書的重量:資訊被提取出來,而物體本身保持完好,可供後續使用。

這樣的方案為可擴展的光子量子網路開闢了道路。大型圖態成為測量導向計算、量子通訊與錯誤修正方案的資源。與線性光學的機率性方法不同,這種新方法是確定性的,不需要多次嘗試。

研究結果發表於2026年10月號的《Nature Physics》期刊。該團隊已計劃打造配備多個偵測器的架構,以實現更大、更複雜的態。

這是一項真實的實驗,其中每個光子都保有自己的量子特性,並持續參與整體的糾纏網路。

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來源

  • 13-qubit genuine entanglement achieved without destroying the photons

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