中國(guó)科學(xué)家首次實(shí)現(xiàn)十光子糾纏

　　中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授潘建偉及其同事陸朝陽(yáng)、陳宇翱等組成的研究小組在國(guó)際上通過(guò)兩種不同的方法制備了綜合性能最優(yōu)的糾纏光子源，首次成功實(shí)現(xiàn)十光子糾纏，打破了之前由該研究組保持了多年的八光子紀(jì)錄，再次刷新了光子糾纏態(tài)制備的世界紀(jì)錄。成果以“編輯推薦”的形式發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《物理評(píng)論快報(bào)》和美國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)Optica上，并被美國(guó)物理學(xué)會(huì)“物理”網(wǎng)站和《自然》雜志研究亮點(diǎn)欄目報(bào)道。

　　多粒子糾纏操縱作為量子信息處理基本能力的核心指標(biāo)，一直是國(guó)際角逐的焦點(diǎn)。能操縱的糾纏光子數(shù)目的增加，往往伴隨著指數(shù)級(jí)增強(qiáng)的量子信息處理能力，伴隨著量子力學(xué)和愛(ài)因斯坦的定域?qū)嵲谡撝g愈加尖銳的矛盾，但是同時(shí)，也伴隨著其實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)難度的不斷挑戰(zhàn)。瞄準(zhǔn)這一戰(zhàn)略性目標(biāo)，潘建偉和同事首次實(shí)現(xiàn)并一直保持著多光子糾纏態(tài)的世界紀(jì)錄，并系統(tǒng)性地應(yīng)用于量子通信、量子計(jì)算等多個(gè)研究方向，成為國(guó)際上多光子糾纏領(lǐng)域的開創(chuàng)者和引領(lǐng)者。

　　2012年，潘建偉小組首次實(shí)現(xiàn)了八光子糾纏，并成功將該技術(shù)應(yīng)用于拓?fù)淞孔蛹m錯(cuò)和百公里量子隱形傳態(tài)實(shí)驗(yàn)，相關(guān)成果入選了《自然》雜志年度十大科技亮點(diǎn)。之后，對(duì)十光子糾纏的操縱就自然地成為了量子信息領(lǐng)域的下一個(gè)重大目標(biāo)。通過(guò)多年的探索，潘建偉小組利用兩種不同的技術(shù)途徑制備了收集效率、保真度和光子全同性這三個(gè)綜合性能國(guó)際最優(yōu)的脈沖糾纏光子源，并在此基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了十光子純糾纏和可提純糾纏態(tài)的實(shí)驗(yàn)制備和嚴(yán)格驗(yàn)證。這一成果將可應(yīng)用于大尺度量子信息技術(shù)，表明我國(guó)在國(guó)際上繼續(xù)引領(lǐng)多光子糾纏和干涉度量的研究。