記者從清華大學(xué)獲悉，該校段路明研究組在量子信息領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，首次實(shí)現(xiàn)了25個(gè)量子接口之間的量子糾纏。相比于先前加州理工學(xué)院研究組保持的4個(gè)量子接口之間糾纏的世界紀(jì)錄，糾纏的量子接口數(shù)目提高了約6倍。

此項(xiàng)研究成果證明了多個(gè)量子接口間的糾纏具備實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，將對(duì)量子信息領(lǐng)域產(chǎn)生重要影響，被審稿人評(píng)價(jià)為“構(gòu)建第一個(gè)量子網(wǎng)絡(luò)過(guò)程中的一個(gè)重要的里程碑”。該成果已經(jīng)在國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)·進(jìn)展》上發(fā)表。

“傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)、手機(jī)和其他設(shè)備需要通過(guò)一個(gè)個(gè)接口來(lái)進(jìn)行連接，比如我們熟悉的USB接口或者手機(jī)天線等。量子網(wǎng)絡(luò)也同樣需要接口，實(shí)現(xiàn)量子接口之間的糾纏是構(gòu)建未來(lái)量子互聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)基本要求?！倍温访鹘榻B，量子接口用于實(shí)現(xiàn)量子信息在光子和存儲(chǔ)粒子（通常為原子）之間的相干轉(zhuǎn)化，是連接量子存儲(chǔ)器或量子計(jì)算單元與光量子通信通道間的重要界面，實(shí)現(xiàn)量子接口之間的糾纏是構(gòu)建量子網(wǎng)絡(luò)和未來(lái)量子互聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)基本要求。在量子信息科學(xué)中，光子擁有最快的傳輸速度，是傳播量子信息的最佳載體，而原子擁有很長(zhǎng)的量子相干時(shí)間，被廣泛用于量子信息的存儲(chǔ)。量子接口將光子和存儲(chǔ)原子連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)量子信息在不同載體間的高效相互轉(zhuǎn)換。

與此前加州理工學(xué)院采用的方法相比，段路明團(tuán)隊(duì)研發(fā)了新穎的二維量子接口陣列，可以方便地實(shí)現(xiàn)多個(gè)量子接口間的糾纏。研究人員通過(guò)光束復(fù)分技術(shù)，獨(dú)立尋址并相干調(diào)控55的量子接口陣列，制備了多體量子糾纏態(tài)。在25個(gè)量子接口之間，實(shí)驗(yàn)利用糾纏判據(jù)以高置信度證明至少存在22體以上的真實(shí)糾纏，刷新了量子接口糾纏數(shù)量的世界紀(jì)錄。

該論文第一作者為清華大學(xué)交叉信息研究院博士研究生濮云飛，通訊作者為段路明，其他作者包括清華交叉信息研究院博士研究生蔣楠、常煒、李暢，張勝以及美國(guó)密西根大學(xué)博士研究生吳宇愷。