机器之心报道
作者：刘晓坤
潘建伟研究团队再次刷新量子纠缠世界纪录，在国际上首次实现 18 个光量子比特的纠缠，同时也刷新了现有物理体系中最大纠缠态制备的世界纪录。
据介绍，潘建伟及其同事陆朝阳、刘乃乐、汪喜林等通过调控六个光子的偏振、路径和轨道角动量三个自由度，实现了 18 个光量子比特的纠缠。该成果以「编辑推荐」的形式于 6 月 28 日发表在国际物理学权威期刊《物理评论快报》（PRL）上：
论文地址：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.260502
多个量子比特的相干操纵和纠缠态制备是发展可扩展量子信息技术，特别是量子计算的最核心指标。量子计算的速度随着实验可操纵的纠缠比特数目的增加而指数级提升。然而，要实现多个量子比特的纠缠，需要进行高精度、高效率的量子态制备和独立量子比特之间相互作用的精确调控。而量子比特数目的增加，使得操纵带来的噪声、串扰和错误也随之增加。利用单个粒子的多个自由度能够更高效拓展量子比特数，在相同量子比特下使用更少的粒子数，进一步增加整个系统的稳定性。
2016 年底，潘建伟团队同时实现了 10 个光子比特和 10 个超导量子比特的纠缠，刷新并一直保持着这两个世界纪录。潘建伟团队在过去 20 年一直在国际上引领着多光子纠缠和干涉度量的发展，并在此基础上开创了光子的多个自由度的调控方法。2015 年，他们首次实现了单光子多自由度的量子隐形传态，相关成果被英国物理学会新闻网站「物理世界」选为「国际物理学年度突破」。此后，他们又开始探索实现多光子三个自由度的联合调控。
在这项研究中，研究组自主研发了高稳定单光子多自由度干涉仪，实现了不同自由度量子态之间的确定性和高效率的相干转换，完成了对 18 个量子比特的 262144 种状态（2 的 18 次方）的同时测量，这表明单个光子的三个自由度可以独立操控，从而可视为三个量子比特。
虽然 IBM、英特尔、谷歌等近期宣布实现了更高数目的量子比特样品的加工，但是这些量子比特并没有形成纠缠态。
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