北京北京大學物理學院現代光學研究所王劍威和龔旗煌課題組與(yu) 山西大學蘇曉龍課題組合作，成功實現了全球首例基於(yu) 集成光量子芯片的“連續變量”量子糾纏簇態，為(wei) 光量子芯片大規模擴展及其在量子計算、量子網絡和量子信息等領域的應用奠定了重要基礎。相關(guan) 科研成果日前以《基於(yu) 集成光量子頻率梳芯片的連續變量多體(ti) 量子糾纏》為(wei) 題發表於(yu) 國際學術期刊《自然》。

　　王劍威告訴記者，集成光量子芯片是一種能在微納尺度上編碼、處理、傳(chuan) 輸和存儲(chu) 光量子信息的先進平台。“目前，隨著芯片產(chan) 業(ye) 的高速發展，國際量子研究界都在努力攻克一個(ge) 難題——如何在光量子芯片上實現大規模量子糾纏。主要原因在於(yu) ，大規模量子糾纏可為(wei) 通用量子計算和信息處理提供核心資源態。”

　　王劍威說，糾纏簇態作為(wei) 一種典型的多比特量子糾纏態，在量子信息科學具有核心地位。而實現通用光量子計算芯片的核心也在於(yu) 此，即片上量子糾纏簇態。此前，光量子芯片簇態糾纏研究主要集中在離散變量體(ti) 係，大規模製備麵臨(lin) 巨大的實驗困難，尤其是連續變量簇態的芯片製備和驗證技術在國際上仍屬空白。”

　　王劍威、龔旗煌等研究團隊經過多年攻關(guan) ，首次在國際上實現了基於(yu) 集成光量子芯片的“連續變量”糾纏簇態的確定性製備、可重構調控與(yu) 嚴(yan) 格實驗驗證。量子比特可分別通過離散變量編碼、連續變量編碼方式在光量子芯片上實現。為(wei) 製備出具有超高保真度的量子比特，以往通常采用基於(yu) 單光子的離散變量編碼方式，但這一方式的成功率隨量子比特數增加呈指數下降。為(wei) 此，團隊創新采用基於(yu) 光場的連續變量編碼方式，破解了製備量子比特和量子糾纏“此消彼長”的難題，首次實現了量子糾纏簇態在芯片上的“確定性”產(chan) 生。

　　“這是我國科學家在集成光量子芯片技術領域取得的新突破。”龔旗煌表示，這一原創成果為(wei) 大規模量子糾纏態的製備與(yu) 操控提供了全新技術路徑，對推動量子計算、量子網絡和量子模擬等領域的實用化發展具有重要意義(yi) 。

　　《自然》雜誌審稿人評價(jia) 稱：“這項工作首次在光量子芯片上實現多比特的連續變量量子糾纏，是可擴展光量子信息處理的重要裏程碑。”(光明日報全媒體(ti) 記者 晉浩天)