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捷报网:新方法只需要使用三组测量基来验证它们的量子纠缠

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刘Biheng的研究机构和大学的王教授紫竹电子科技,小秦博士高的奥地利,米格尔教授Navascués等。合作,在不久的将来首次实现高维量子纠缠态的最优检测。

相关研究结果几天前发表在《物理评论快报》上。

量子纠缠是量子信息过程的核心资源。如何用实验方法制备和检测量子纠缠是量子信息领域的一项基本任务。然而,随着系统维数和粒子数的增加,传统的量子态层析技术(一种检测量子纠缠态的方法)对资源的消耗呈指数级增长,无法在实验上扩展。为了解决高维纠缠检测问题,研究小组采用基于保真度的纠缠见证方法检测了32维二体最大纠缠状态,保真度达到世界最高水平。然而,对于常见的非最大高维纠缠态,基于保真度的纠缠目击方法并不适用。

最近,研究小组和理论合作者提出了一种适用于所有两体量子纠缠态的最优量子纠缠检测方法。所谓最优检测是指在任意给定状态和测量基础的情况下,所采用的方法能够给出纠缠状态的最紧边界,并且分辨目标状态是否纠缠的能力最强。为了测试该方法的通用性,他们在实验中巧妙地制备了一系列不同类型的高维量子纠缠态,并实现了对量子纠缠态的局部测量等操作,从而实现了最优的量子纠缠检测。实验结果表明,对于基于保真度的纠缠见证法无法检测到的四维或三维量子纠缠态,新方法只需要使用三组测量基来验证它们的量子纠缠。

该成果解决了二体高维纠缠态的检测问题,为实现各种高维量子信息过程和高维系统中量子物理基本问题的研究奠定了重要基础。
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