中國科大等實驗實現雜訊適應的糾纏態探測

中國科學院院士、中國科學技術大學教授郭光燦團隊在糾纏探測研究中取得新進展。該團隊李傳鋒、項國勇、柳必恆研究組與德國漢諾威大學的合作者們基於局域不確定關係的違背和局域雜訊層析，構造出雜訊適應的糾纏目擊方法，在光學系統中成功進行了雜訊條件下糾纏態的探測。該研究成果於6月7日在線發表在國際期刊《物理評論快報》上。

量子糾纏是實現量子加密、量子計算、量子網路等各種量子信息技術的關鍵資源，如何有效判定一個態是否為糾纏態是量子信息領域的重要問題。常見的方法是糾纏目擊者，其操作簡單。糾纏態的純度很高的情況下，糾纏目擊者可以判定它是糾纏態，但是在雜訊較大時，通常的糾纏目擊者會失效，即會把糾纏態誤判為沒有糾纏。另一方面，早在2003年，研究者們就注意到每個粒子遵循局域的海森堡不確定關係，如果多粒子系統的測量結果違背了局域不確定關係，則意味著系統中存在糾纏，可以用來做糾纏目擊者。

項國勇等人巧妙地把局域不確定關係的違背和局域雜訊層析相結合，構造出雜訊適應的糾纏目擊者方法，這種方法可以在雜訊較大時依然能探測到糾纏。研究組進一步在實驗上利用多點泵浦的參量下轉換過程製備出了三維糾纏態，並通過隨機的局域比特翻轉引入雜訊，成功演示了該糾纏目擊方法的實際可行性。

審稿人認為該工作非常有意義，有可能會推動該領域進一步深入研究。並認為該方法可以廣泛應用到實際過程不同物理系統中。

論文的第一作者為實驗室博士後趙圓圓。該項研究得到科技部、國家自然科學基金委、中科院、教育部、安徽省、博士後基金委，以及德國相關研究基金的支持。

原理與實驗光路圖

實驗結果圖

（來源：《物理評論快報》 趙圓圓等）

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