中國科學(xué)家首次實(shí)現十光子糾纏

　　中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授潘建偉及其同事陸朝陽(yáng)、陳宇翱等組成的研究小組在國際上通過(guò)兩種不同的方法制備了綜合性能最優(yōu)的糾纏光子源，首次成功實(shí)現十光子糾纏，打破了之前由該研究組保持了多年的八光子紀錄，再次刷新了光子糾纏態(tài)制備的世界紀錄。成果以“編輯推薦”的形式發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《物理評論快報》和美國光學(xué)學(xué)會(huì )Optica上，并被美國物理學(xué)會(huì )“物理”網(wǎng)站和《自然》雜志研究亮點(diǎn)欄目報道。

　　多粒子糾纏操縱作為量子信息處理基本能力的核心指標，一直是國際角逐的焦點(diǎn)。能操縱的糾纏光子數目的增加，往往伴隨著(zhù)指數級增強的量子信息處理能力，伴隨著(zhù)量子力學(xué)和愛(ài)因斯坦的定域實(shí)在論之間愈加尖銳的矛盾，但是同時(shí)，也伴隨著(zhù)其實(shí)驗實(shí)現難度的不斷挑戰。瞄準這一戰略性目標，潘建偉和同事首次實(shí)現并一直保持著(zhù)多光子糾纏態(tài)的世界紀錄，并系統性地應用于量子通信、量子計算等多個(gè)研究方向，成為國際上多光子糾纏領(lǐng)域的開(kāi)創(chuàng )者和引領(lǐng)者。

　　2012年，潘建偉小組首次實(shí)現了八光子糾纏，并成功將該技術(shù)應用于拓撲量子糾錯和百公里量子隱形傳態(tài)實(shí)驗，相關(guān)成果入選了《自然》雜志年度十大科技亮點(diǎn)。之后，對十光子糾纏的操縱就自然地成為了量子信息領(lǐng)域的下一個(gè)重大目標。通過(guò)多年的探索，潘建偉小組利用兩種不同的技術(shù)途徑制備了收集效率、保真度和光子全同性這三個(gè)綜合性能?chē)H最優(yōu)的脈沖糾纏光子源，并在此基礎上，實(shí)現了十光子純糾纏和可提純糾纏態(tài)的實(shí)驗制備和嚴格驗證。這一成果將可應用于大尺度量子信息技術(shù)，表明我國在國際上繼續引領(lǐng)多光子糾纏和干涉度量的研究。