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《潘建偉團(tuán)隊(duì)刷新世界紀(jì)錄：首次實(shí)現(xiàn)18個(gè)量子比特糾纏.doc》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、潘建偉團(tuán)隊(duì)刷新世界紀(jì)錄：首次實(shí)現(xiàn)18個(gè)量子比特糾纏 中國(guó)在量子計(jì)算領(lǐng)域再次取得里程碑式突破！中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉團(tuán)隊(duì)在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)18個(gè)光量子比特的糾纏，刷新了所有物理體系中最大糾纏態(tài)制備的世界紀(jì)錄。該成果應(yīng)用價(jià)值極大，表明我國(guó)繼續(xù)在國(guó)際上引領(lǐng)多體糾纏的研究?！ ≈锌拼笈私▊ソ淌诩捌渫玛懗?yáng)、劉乃樂、汪喜林等通過調(diào)控六個(gè)光子的偏振、路徑和軌道角動(dòng)量三個(gè)自由度，在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)18個(gè)光量子比特的糾纏，刷新了所有物理體系中最大糾纏態(tài)制備的世界紀(jì)錄！ 作為國(guó)際前沿的量子信息科研團(tuán)隊(duì)之一，潘建偉團(tuán)
2、隊(duì)已經(jīng)在光子體系上率先實(shí)現(xiàn)了五光量子、六光量子、八光量子和十光量子糾纏，一度保持著國(guó)際領(lǐng)先水平。此次實(shí)現(xiàn)18個(gè)光量子比特的糾纏，該成果可進(jìn)一步應(yīng)用于大尺度、高效率的量子信息技術(shù)，表明我國(guó)繼續(xù)在國(guó)際上引領(lǐng)多體糾纏的研究?！ ?guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《物理評(píng)論快報(bào)》日前發(fā)表了該成果?！ 〈蚱谱约?0光量子糾纏記錄，創(chuàng)造所有物理體系糾纏態(tài)制備的新世界紀(jì)錄 多個(gè)量子比特的相干操縱和糾纏態(tài)制備是發(fā)展可擴(kuò)展量子信息技術(shù)，特別是量子計(jì)算的最核心指標(biāo)。量子計(jì)算的速度將隨著可操縱的糾纏比特?cái)?shù)目的增加而指數(shù)級(jí)提升。但要實(shí)現(xiàn)多
3、個(gè)量子比特的糾纏，需要進(jìn)行高精度、高效率的量子態(tài)制備和獨(dú)立量子比特之間相互作用的精確調(diào)控。同時(shí)，隨著量子比特?cái)?shù)目的增加，操縱時(shí)所帶來(lái)的噪聲、串?dāng)_和錯(cuò)誤也隨之增加。這對(duì)量子體系的設(shè)計(jì)、加工和調(diào)控要求極高，成為量子糾纏和量子計(jì)算發(fā)展的巨大挑戰(zhàn)。 過去20年，潘建偉及其同事一直在國(guó)際上引領(lǐng)著多光子糾纏和干涉度量的發(fā)展，并在此基礎(chǔ)上開創(chuàng)了光子的多個(gè)自由度的調(diào)控方法。2015年，通過實(shí)現(xiàn)對(duì)光子偏振和軌道角動(dòng)量?jī)蓚€(gè)自由度的量子調(diào)控技術(shù)和單光子非破壞測(cè)量，潘建偉、陸朝陽(yáng)研究組首次實(shí)現(xiàn)單光子多自由度的量子隱形傳態(tài)
4、，相關(guān)成果被英國(guó)物理學(xué)會(huì)新聞網(wǎng)站“物理世界”選為“國(guó)際物理學(xué)年度突破”?！ ?016年底，潘建偉團(tuán)隊(duì)同時(shí)實(shí)現(xiàn)了10個(gè)光量子比特和10個(gè)超導(dǎo)量子比特的糾纏，刷新并一直保持著這兩個(gè)世界記錄?！ ⊥ㄟ^多年技術(shù)攻關(guān)，潘建偉團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)了高穩(wěn)定單光子多自由度干涉儀，實(shí)現(xiàn)了不同自由度量子態(tài)之間的確定性和高效率的相干轉(zhuǎn)換，完成了對(duì)18個(gè)量子比特的262144種狀態(tài)的同時(shí)測(cè)量。在此基礎(chǔ)上，研究組成功實(shí)現(xiàn)了18個(gè)光量子比特超糾纏態(tài)的實(shí)驗(yàn)制備和嚴(yán)格多體純糾纏的驗(yàn)證，創(chuàng)造了所有物理體系糾纏態(tài)制備的世界紀(jì)錄?！ 【唧w技
5、術(shù)：實(shí)驗(yàn)證明18個(gè)量子比特GHZ糾纏 對(duì)多個(gè)粒子的多個(gè)自由度實(shí)現(xiàn)完全控制是量子信息處理的基本能力。我們通過同時(shí)利用6個(gè)光子的3個(gè)不同自由度，包括它們的路徑、偏振和軌道角動(dòng)量，實(shí)驗(yàn)證明了18個(gè)量子比特Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）糾纏?！ ⊙芯咳藛T開發(fā)了高穩(wěn)定性的干涉儀，用于光子的不同自由度之間的可逆量子邏輯運(yùn)算，其精度和效率接近于一，可以同時(shí)讀出18個(gè)量子比特狀態(tài)產(chǎn)生的218=262144種結(jié)果組合。測(cè)量到的量子態(tài)保真度為0.708±0.016，證明全部18個(gè)量子
6、比特的真實(shí)糾纏?！ D1：用于創(chuàng)建和驗(yàn)證由6個(gè)光子和3個(gè)d.o.f組成的18量子比特GHZ態(tài)的方案和實(shí)驗(yàn)裝置?！ ∩蠄D中展示了用于創(chuàng)建和驗(yàn)證由6個(gè)光子和3個(gè)d.o.f組成的18量子比特GHZ態(tài)的方案和實(shí)驗(yàn)裝置。其中， ?。╝）：六光子偏振糾纏GHZ態(tài)的產(chǎn)生。中心波長(zhǎng)為為788nm，脈沖持續(xù)時(shí)間為140fs，重復(fù)頻率為80MHz超快激光聚焦于三硼酸鋰（LBO）并向上轉(zhuǎn)換為394nm?！ ∽贤饧す饩劢乖谌齻€(gè)專門設(shè)計(jì)的三明治型非線性晶體，每個(gè)晶體由兩個(gè)2毫米厚的β-硼酸鋇（BBO）一個(gè)HWP組成，產(chǎn)生
7、三對(duì)糾纏光子?！ ≡诿總€(gè)輸出中，使用了不同厚度和方向的兩塊YVO？晶體，以對(duì)雙折射效應(yīng)進(jìn)行空間和時(shí)間補(bǔ)償。這三對(duì)糾纏光子結(jié)合在兩個(gè)偏振分束器（PBS）上，產(chǎn)生六光子偏振糾纏的GHZ態(tài)?！ 。╞）：對(duì)于每個(gè)單光子，它通過一個(gè)雙PBS發(fā)送，并且兩個(gè)SPP在單光子三量子比特態(tài)下制備?！ 。╟）：采用閉合（虛線）或開放（無(wú)虛線）干涉配置測(cè)量空間量子比特。 ?。╠）：偏振測(cè)量。 ?。╡）：通過交換門（inset）將OAM轉(zhuǎn)換為偏振，從而實(shí)現(xiàn)高效率、雙通道的OAM讀出?！ 。╢）：（b）和（c）中實(shí)際使用的裝置
8、的照片。通過垂直平移，可以方便地在打開和關(guān)閉之間切換 （g）：對(duì)空間（f）和OAM（h）測(cè)量中的可見性進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)?！ 。╤）：（e）中實(shí)際使用的裝置的照片?！ D2：18量子比特GHZ糾纏的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)?！ 屨肌傲孔影詸?quán)”制高點(diǎn)，糾纏態(tài)制備是關(guān)鍵 由于量子信息技術(shù)的潛在價(jià)值，歐美各國(guó)都在積極整合各方面研究力量和資源，開展國(guó)家級(jí)的協(xié)同攻關(guān)。其中，歐盟在2016年宣布啟動(dòng)量子技術(shù)旗艦項(xiàng)目；美國(guó)國(guó)會(huì)則于6月27日正式通過了“國(guó)家量子行動(dòng)計(jì)劃”（NationalQua
