記者27日從清華大學(xué)獲悉，該校交叉信息研究院段路明教授研究組在量子信息領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，首次實(shí)現(xiàn)了25個(gè)量子接口之間的量子糾纏。

該成果的研究論文《25個(gè)可獨(dú)立操控的量子接口之間糾纏的實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)》，4月20日發(fā)表于《科學(xué)》子刊《科學(xué)·進(jìn)展》上。此次糾纏的量子接口數(shù)目遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過先前加州理工學(xué)院研究組保持的4個(gè)量子接口之間糾纏的世界紀(jì)錄。

該論文第一作者為清華大學(xué)交叉信息研究院博士生濮云飛，通訊作者為段路明教授，其他作者包括清華大學(xué)交叉信息研究院博士生蔣楠、常煒、李暢、張勝以及美國密歇根大學(xué)博士生吳宇愷。

在量子信息科學(xué)中，光子擁有最快的傳輸速度，是傳播量子信息的最佳載體，而原子擁有很長的量子相干時(shí)間，被廣泛用于量子信息的存儲。量子接口將光子和存儲原子連接起來，實(shí)現(xiàn)量子信息在不同載體間的高效相互轉(zhuǎn)換。

為了實(shí)現(xiàn)更多量子接口間的糾纏，構(gòu)造更大的量子糾纏網(wǎng)絡(luò)，段路明研究組用五年時(shí)間研發(fā)了新穎的二維量子接口陣列，可以方便地實(shí)現(xiàn)多個(gè)量子接口間的糾纏。研究人員通過光束復(fù)分技術(shù)，制備了多體量子糾纏態(tài)，在25個(gè)量子接口之間，實(shí)驗(yàn)利用糾纏判據(jù)以高置信度證明至少存在22體以上的真實(shí)糾纏，刷新了量子接口糾纏數(shù)量的世界紀(jì)錄。

《科學(xué)·進(jìn)展》的一位審稿人認(rèn)為：“這是一個(gè)創(chuàng)紀(jì)錄的糾纏個(gè)數(shù)，也是構(gòu)建第一個(gè)量子網(wǎng)絡(luò)過程中的一個(gè)重要的里程碑。”另一位審稿人的意見是：“這一實(shí)驗(yàn)定義了原子光子之間量子接口的目前最高水平，我相信該結(jié)果在量子信息領(lǐng)域?qū)a(chǎn)生重要影響。”

段路明表示，量子計(jì)算機(jī)代表信息技術(shù)的方向，對信息安全、人工智能等都有重要影響。實(shí)現(xiàn)量子接口之間的糾纏是構(gòu)建量子網(wǎng)絡(luò)和未來量子互聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)基本要求，未來還有可能實(shí)現(xiàn)更多量子接口之間的量子糾纏，希望更多年輕學(xué)者的加入。