科學導(dǎo)報訊 記者王小靜 近日，記者從山西大學獲悉，山西大學蘇曉龍教授課題組聯(lián)合北京大學王劍威教授與龔旗煌教授課題組，成功實現(xiàn)了基于集成光量子芯片的連續(xù)變量糾纏簇態(tài)的確定性制備、調(diào)控和實驗驗證，為連續(xù)變量量子信息技術(shù)的應(yīng)用奠定了堅實基礎(chǔ)。相關(guān)研究成果發(fā)表于國際學術(shù)期刊《自然》。

據(jù)介紹，簇態(tài)作為一種特殊的量子糾纏態(tài)，能夠在多個量子比特之間建立復(fù)雜的量子糾纏，是實現(xiàn)高效量子計算和量子網(wǎng)絡(luò)的重要量子資源。集成光量子芯片作為一種新興技術(shù)，能夠在微納米尺度上編碼、處理、傳輸和存儲光量子信息。

然而，傳統(tǒng)的量子光子芯片在制備大規(guī)模糾纏簇態(tài)時面臨著巨大挑戰(zhàn)，隨著比特數(shù)的增加，量子糾纏的制備成功率呈指數(shù)下降，嚴重限制了其應(yīng)用的擴展。與離散變量光量子芯片不同，連續(xù)變量光量子芯片因其確定性產(chǎn)生的特點能夠更高效地實現(xiàn)大規(guī)模量子糾纏的制備和操控，是量子信息領(lǐng)域的重要發(fā)展方向。

據(jù)了解，該研究成功解決了集成光量子芯片制備簇態(tài)的基礎(chǔ)物理問題，不僅推動了光量子芯片在量子信息領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展，也為量子計算、量子網(wǎng)絡(luò)和量子模擬等前沿科技的實用化提供了堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。當前糾纏模式數(shù)目的限制主要來自集成微腔的尺度（即頻率間隔）和多色泵浦光的數(shù)目等工程性難題。隨著芯片加工技術(shù)的不斷進步，量子糾纏的規(guī)模和復(fù)雜度將在未來得到顯著提升。