據(jù)新華社報道，中國科學(xué)家在“連續(xù)變量”集成光量子芯片領(lǐng)域取得新突破。2月20日，著名國際科學(xué)期刊《自然（Nature）》雜志發(fā)布了一項重要研究成果，中國科研團(tuán)隊成功實現(xiàn)了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)。
填補(bǔ)了光量子芯片關(guān)鍵技術(shù)空白
據(jù)相關(guān)專家表示，這一成果填補(bǔ)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(kuò)展及其在量子計算、量子網(wǎng)路等領(lǐng)域的應(yīng)用奠定重要基礎(chǔ)。
《新華社》報道，集成光量子芯片是一種能在微奈尺度上編碼、處理、傳輸和存儲光量子信息的先進(jìn)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(xué)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。
該研究由北京大學(xué)教授王劍威、龔旗煌和山西大學(xué)教授蘇曉龍等帶領(lǐng)的團(tuán)隊完成。他們攻克了關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，創(chuàng)新性地發(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(jìn)行了實驗驗證。
王劍威表示，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。
對此，團(tuán)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（機(jī)率，下同）”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。
▲北京大學(xué)博士研究生、論文第一作者賈新宇展示集成光量子芯片。 新華社
龔旗煌強(qiáng)調(diào)，這是我國科學(xué)家在集成光量子芯片技術(shù)領(lǐng)域取得的新突破，此原創(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(luò)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(kuò)展光量子信息處理的重要里程碑?！?/span>
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