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量子自检验首实现 量子纠缠自检验是什么意思

要实现量子通信、量子计算,首先要实现量子纠缠,但如何检验量子间是否已形成了“纠缠态”?近期,中国科学技术大学郭光灿院士团队在量子纠缠态检验方面取得新进展,首次在国际上实现了量子纠缠态的自检验。

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记者从中国科学技术大学获悉,该校郭光灿院士团队李传锋、陈耕等人在测量设备不可信条件下实验,获知了未知量子纠缠态保真度信息,首次在国际上实现了量子纠缠态的自检验。研究成果日前发表在国际权威期刊《物理评论快报》上。

量子纠缠是量子信息领域的重要资源。学术界通常采用量子态层析的办法来测定量子纠缠态,这种方法类似于医院中的CT扫描。通过量子态层析可以重构出纠缠态的形式,进而获得纠缠态的保真度等重要信息。然而量子态层析方法依赖于测量设备的准确性和可靠性,不能用于承担对安全性有要求的量子信息任务。比如量子通信的检测设备如果被窃听者所控制,那么就会对量子通信的保密性造成威胁。为解决这一问题,科学家们提出了“贝尔不等式违背”等多种纠缠度量方法,可以不依赖检测设备的可信度进行量子纠缠自检验。国际学界对此做了大量理论工作,但相关实验还是空白。

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李传锋、陈耕等人巧妙设计并实验实现了两比特和三比特量子纠缠态自检验,针对不同形式的量子纠缠态,在测量设备不可信的条件下,获得了未知量子态的保真度信息,并与传统的量子态层析结果比对,证实了自检验结果的可靠性。

据悉,这是国际上首个具有“高可靠、抗干扰”特性的纠缠态自检验实验,为把自检验推广应用于各种量子信息过程,推进量子通信和量子计算研究打下重要基础。

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