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近日，北京大學與山西大學聯合研究團隊成功實現全球首例基于集成光量子芯片的連續變量簇態量子糾纏。這一突破性進展為光量子芯片的大規模擴展及其在量子計算、量子網絡和量子信息等領域的應用奠定了重要基礎。相關研究成果日前在國際學術期刊《自然》雜志上發表。
集成光量子芯片是一種能夠在微納尺度上編碼、處理、傳輸和存儲光量子信息的先進平臺。如何在芯片上實現多比特量子糾纏態，一直是困擾全球量子科研人員的難題。
在北京大學教授王劍威、龔旗煌和山西大學教授蘇曉龍等科學家的帶領下，研究團隊經過多年潛心攻關，創新性地發展了超低損耗的連續變量光量子芯片調控技術和多色相干泵浦與探測技術，實現了確定性、可重構的糾纏簇態制備，并對簇態糾纏結構進行嚴格的實驗驗證。
《自然》雜志審稿人評價，這項工作首次在光量子芯片上實現多比特的連續變量量子糾纏，是可擴展光量子信息處理的重要里程碑。
“量子糾纏簇態作為量子信息科學的核心資源，其大規模制備一直是國際科學界競相攻克的重點方向。”王劍威介紹，傳統離散變量光量子芯片的糾纏制備成功率隨比特數增加呈指數下降，而中國科學家研發的連續變量光量子芯片成功解決了這一世界性難題，實現了量子糾纏簇態的確定性產生。
“該成果標志著我國在集成光量子芯片技術領域取得重要突破。”龔旗煌表示，這一原創成果填補了連續變量光量子芯片領域的關鍵技術空白，還為大規模量子糾纏態的制備與操控提供了全新的技術路徑，為量子計算和量子網絡的實用化發展提供了關鍵技術支撐。
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