中国科学家首次实现量子纠缠态自检验,具高可靠、抗干扰特性

2018-12-24 科技日报

  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。

  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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