中国科大实现真多体非经典量子测量

　　中国科年夜郭光灿院士团队正在真多体非经典量子丈量研究中取患上重要进展。该团队项国勇、侯志博研究组以及复旦年夜学朱黄俊研究组初次无理论大将真多体非经典性从量子态扩大到量子丈量，并试验完成了基于二维光量子行走的真三体非经典丈量，用于三拷贝量子态预计使命中；试验保真度超出最优二可分丈量11个标偏。相干研究结果于5月28日正在线颁发正在国际出名期刊《物理评论快报》上。

　　非经典联系关系是量子世界区分于经典世界的焦点特性，是量子力学的焦点根蒂根基问题，也是许多量子信息处置惩罚使命的要害资本。完成非经典联系关系的传统体式格局是对纠缠量子态做局域丈量。正在多体景象下，非经典联系关系具备多种情势。此中真多体非经典联系关系不克不及分化为局部子体系之间的联系关系，是多体量子体系中最强的联系关系，于是备受存眷。真多体纠缠量子态可以或许揭示出真多体非经典联系关系，并正在量子非局域性查验、量子收集、量子暗码以及量子紧密丈量中具备重要使用价值。

　　除了了量子态，非经典联系关系也能够存正在于量子丈量中。量子团体丈量相比可分丈量具备更强的信息提取才能，纵然被丈量子系统子体系之间没有存正在任何干联。这类超出可分丈量的信息提取才能只能来历于量子丈量中的非经典联系关系。今朝国际上曾经试验完成了两拷贝团体丈量，验证了两体非经典丈量可以揭示比可分丈量更强的信息提取才能。可是相比于量子态中的真多体联系关系，怎样断定一个丈量是否具有真三体非经典联系关系尚没有清晰，以前试验上也不完成超出两拷贝团体丈量信息提取才能的多拷贝团体丈量。

　　项国勇课题组正在试验上体系成长了两拷贝团体丈量技能[Nat. Co妹妹un. 9, 1（2018); Sci. Adv. 5, 2375（2019); PRL 124, 060502（2020); PRL 125, 210401（2020); PRapplied 20, 044032（2023)]，以及自顺应两拷贝团体丈量技能[PRL 132, 110801（2024)]。正在此根蒂根基上，研究团队进一步采纳九步二维光量子行走，经由过程精心设计30个节制算符，终极完成了最优真三拷贝团体丈量，并将其用于量子态预计使命中，试验得到的保真度比一切二可分团体丈量最高保真度高11个标偏。这类史无前例的信息提取才能标明研究团队正在国际上初次试验完成了真三体量子丈量。

　　图：左上，真三体非经典量子态到真三体非经典量子丈量。右上，真三体量子丈量保真度超出一切二可分丈量最高保真度。下图，基于二维光量子行走的真三体团体丈量试验光路图。

　　该事情起首成立了真三体非经典量子丈量实践，并成长了基于信息提取才能断定真三体非经典量子丈量的要领。然后将两拷贝团体丈量技能进一步成长造成真三拷贝团体丈量技能，并经由过程量子态预计使命验证了超出一切二可重量子丈量的信息提取才能。该事情初次揭示了量子丈量中的真多体非经典联系关系，增进了人们对真多体非经典联系关系的熟悉，并为进一步摸索真多体量子丈量的使用以及后劲奠基了根蒂根基。

　　中国科年夜少年班学院本科生周楷（已结业）为论文第一作者，复旦年夜学博士后易昌浩为第二作者，我校项国勇传授、侯志博传授以及复旦朱黄俊研究员为通信作者。该项研究获得了科技部、国度天然迷信基金委、安徽省、中国迷信院以及教诲部的撑持。

　　论文链接： https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.134.210201