清华学者首次实现25个量子接口之间量子纠缠

记者27日从清华大学获悉，该校交叉信息研究院段路明教授研究组在量子信息领域取得重要进展，首次实现了25个量子接口之间的量子纠缠。

该成果的研究论文《25个可独立操控的量子接口之间纠缠的实验实现》，4月20日发表于《科学》子刊《科学·进展》上。此次纠缠的量子接口数目远远超过先前加州理工学院研究组保持的4个量子接口之间纠缠的世界纪录。

该论文第一作者为清华大学交叉信息研究院博士生濮云飞，通讯作者为段路明教授，其他作者包括清华大学交叉信息研究院博士生蒋楠、常炜、李畅、张胜以及美国密歇根大学博士生吴宇恺。

在量子信息科学中，光子拥有最快的传输速度，是传播量子信息的最佳载体，而原子拥有很长的量子相干时间，被广泛用于量子信息的存储。量子接口将光子和存储原子连接起来，实现量子信息在不同载体间的高效相互转换。

为了实现更多量子接口间的纠缠，构造更大的量子纠缠网络，段路明研究组用五年时间研发了新颖的二维量子接口阵列，可以方便地实现多个量子接口间的纠缠。研究人员通过光束复分技术，制备了多体量子纠缠态，在25个量子接口之间，实验利用纠缠判据以高置信度证明至少存在22体以上的真实纠缠，刷新了量子接口纠缠数量的世界纪录。

《科学·进展》的一位审稿人认为：“这是一个创纪录的纠缠个数，也是构建第一个量子网络过程中的一个重要的里程碑。”另一位审稿人的意见是：“这一实验定义了原子光子之间量子接口的目前最高水平，我相信该结果在量子信息领域将产生重要影响。”

段路明表示，量子计算机代表信息技术的方向，对信息安全、人工智能等都有重要影响。实现量子接口之间的纠缠是构建量子网络和未来量子互联网的一个基本要求，未来还有可能实现更多量子接口之间的量子纠缠，希望更多年轻学者的加入。