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实现六光子薛定谔猫态 

中国科学技术大学潘建伟教授和他的同事杨涛、陆朝阳等,通过实验成功制备出国际上纠缠光子数最多的“薛定谔猫态”和可以直接用于量子计算的“簇态”,刷新了光子纠缠和量子计算领域的两项世界纪录。该项研究成果以封面标题形式发表在2月1日出版的英国《自然》杂志子刊《自然?物理》上。审稿人评价称,这是“光学量子计算领域至今最先进的实验工作”,是“一个出色的成就,为量子计算、量子纠错和量子力学基本问题的研究铺平了道路”。

研究发现,多粒子纠缠是研制具有超级计算能力的量子计算机的必备条件。“猫态”的概念,来自量子力学的奠基人之一薛定谔在1935年提出的一个著名的“佯谬”,即箱子里面的一只猫不是死的也不是活的,而是同时处于死和活的状态。尽管这种“薛定谔猫态”在宏观世界是不存在的,然而在微观世界科学家们可以用光子或者原子来制造这样一种“猫态”。而“簇态”是近年来新发现的一种比“猫态纠缠”更加紧密的纠缠态。这种独特的性质使它成为单向量子计算机的物理载体。

潘建伟等通过对多光子操纵技术的进一步发展,实现了由6个光子极化状态相干叠加形成的“薛定谔猫态”,并在同一装置上实现了可以直接用于量子计算的六光子“簇态”。这一成果表明,我国在多粒子纠缠研究领域再次成功超越美国、德国和奥地利等发达国家,保持了国际领先水平。欧洲物理学会的新闻网站以“光子薛定谔猫打破纪录”为题报道了这一工作。同时,《自然》杂志在“研究亮点”栏目以“活猫?还是死猫?”为题报道了这一国际上纠缠光子数最多的“薛定谔猫态”。

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