中国科大实现真多体纠缠子空间自检验

　　中国科年夜郭光灿院士团队正在量子信息研究中取患上重要进展，该团队柳必恒研究员课题组与根源量子互助，正在光学以及超导两个量子体系中完成真多体纠缠子空间的设备有关表征，实现了五比特纠错码码空间的自查验。该事情5月14日颁发正在物理学国际期刊《物理进展讲演》（Reports on Progress in Physics）上。

　　正在量子信息范畴，真多体纠缠态作为量子纠缠的最强形态，要求体系中肆意两个子体系间均存正在纠缠联系关系。由其组成的真纠缠子空间具备重要使用价值，出格是可以用于设计量子纠错码，经由过程将量子信息编码正在子空间中，防止因部分退相关招致的不对散布。然而，与两体纠缠态及真多体纠缠态的表征没有同，真纠缠子空间的实践阐发东西以及试验验证要领仍处于空缺状况。虽然基于贝尔没有等式的自查验要领已胜利使用于量子纠缠态的设备有关认证，但将其拓展至少体纠缠子空间仍面对重年夜应战。

图1（a）逻辑子空间以及（b）量子自查验示用意

　　近期，实践偕行构建了基于波动子码框架的新型贝尔没有等式，该方案可完成对纠缠子空间的普适性表征——子空间内肆意量子态（包含混态）均能最年夜水平违反该没有等式，从而为真纠缠子空间的自查验供给了实践依据。为验证这一立异要领，研究团队正在光学体系以及“根源悟空”超导量子计较机上同步开展试验（观点图见图1），胜利实现五比特量子纠错码码空间的设备有关认证。经由过程制备系列逻辑量子态并举行贝尔测试，试验数据显示两种体系的逻辑子空间保真度划分到达82%以及62%以上（见图2）。该历程仅依赖试验观测的数据而无需对试验设备做可托假定。比照试验中，研究团队摹拟了单个物理比特不对场景，发明逻辑态彻底损失对贝尔没有等式的违反才能，证实其已离开方针逻辑子空间。经由过程进一步查验不对子空间对应的贝尔没有等式，胜利完成对逻辑量子态空间演变的全程监控。

图2（a）逻辑量子态及（b）其正在产生单比特不对时没有同噪声前提下的量子自查验

　　文章配合第一作者为量子信息试验室特任副研究员郭钰、博士生唐昊、张家璇。该研究事情获得了科技部、国度天然迷信基金委、安徽省及中国迷信技能年夜学的撑持。

　　论文链接：https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1361-6633/add560