中科大首次实现18个量子比特纠缠 刷新世界纪录

原标题：中科大首次实现18个量子比特纠缠刷新世界纪录

中国科学技术大学7月2日发布消息，该校潘建伟院士团队通过调控6个光子的偏振、路径和轨道角动量3个自由度，在国际上首次实现18个光量子比特的纠缠，刷新了所有物理体系中最大纠缠态制备的世界纪录。该成果可进一步应用于大尺度、高效率量子信息技术，表明我国继续在国际上引领多体纠缠的研究。该成果发表在最新一期国际物理学顶级期刊《物理评论快报》上。

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。

作为量子计算不可逾越的技术制高点，多粒子纠缠的操纵一直是国际角逐的焦点。 2016年底，潘建伟院士团队同时实现了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。近期，出于商业目的，IBM、英特尔、谷歌等公司宣布实现了更高数目量子比特样品的加工，但这些量子比特并没有形成纠缠态。

20年来，潘建伟院士团队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多个自由度的调控方法。 2015年，他们通过实现对光子偏振和轨道角动量2个自由度的量子调控技术和单光子非破坏测量，潘建伟、陆朝阳研究组首次实现单光子多自由度的量子隐形传态。此后，该研究组进入实现多光子3个自由度联合调控这一“无人区”。

经过多年的探索和攻关，该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种状态的同时测量。在此基础上，他们成功实现了18个光量子比特超纠缠态的实验制备和严格多体纯纠缠的验证，创造了所有物理体系纠缠态制备的世界纪录。