科學家首次實驗實現量子糾纏態自檢驗

要實現量子通信、量子計算，首先要實現量子糾纏，但如何檢驗量子間是否已形成了「糾纏態」？近期，中國科學技術大學郭光燦院士團隊在量子糾纏態檢驗方面取得新進展，團隊成員李傳鋒、陳耕、張文豪等人在測量設備「不可信」的條件下，實驗獲知了未知量子糾纏態的保真度，首次在國際上實現了量子糾纏態的自檢驗。國際權威學術期刊《物理評論快報》日前發表了該成果。

據了解，學術界通常採用「量子態層析」的辦法來測定量子糾纏態，這種方法類似於醫院的CT掃描，通過「一層層掃描」重構出糾纏態的形式，進而獲得糾纏態的保真度等重要信息。但這個方法依賴於測量設備的準確性和可靠性，不能用於承擔對安全性有要求的量子信息任務。比如量子通信的檢測設備如果被竊聽者所控制，那麼就會對量子通信的保密性造成威脅。

為解決這一問題，科學家們提出了「貝爾不等式違背」等多種糾纏度量方法，可以不依賴檢測設備的「可信度」進行量子糾纏自檢驗。國際學界對此做了大量理論工作，但相關實驗還是空白。

近期，李傳鋒、陳耕、張文豪等人巧妙設計出一種新方法，實驗實現了對兩比特和三比特量子糾纏態的自檢驗實驗。他們針對不同形式的量子糾纏態，在測量設備「不可信」的條件下，獲得了未知量子態的保真度信息，並與傳統的量子態層析結果比對，證實了自檢驗結果的可靠性。

據悉，這是國際上首個具有「高可靠、抗干擾」特性的糾纏態自檢驗實驗，為把自檢驗推廣應用於各種量子信息過程，推進量子通信和量子計算研究打下重要基礎。（來源：新華社 徐海濤）

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