全球首例！連續變量光量子芯片領域實現新突破

科學導報訊 記者王小靜 近日，記者從山西大學獲悉，山西大學蘇曉龍教授課題組聯合北京大學王劍威教授與龔旗煌教授課題組，成功實現了基于集成光量子芯片的連續變量糾纏簇態的確定性制備、調控和實驗驗證，為連續變量量子信息技術的應用奠定了堅實基礎。相關研究成果發表于國際學術期刊《自然》。

據介紹，簇態作為一種特殊的量子糾纏態，能夠在多個量子比特之間建立復雜的量子糾纏，是實現高效量子計算和量子網絡的重要量子資源。集成光量子芯片作為一種新興技術，能夠在微納米尺度上編碼、處理、傳輸和存儲光量子信息。

然而，傳統的量子光子芯片在制備大規模糾纏簇態時面臨著巨大挑戰，隨著比特數的增加，量子糾纏的制備成功率呈指數下降，嚴重限制了其應用的擴展。與離散變量光量子芯片不同，連續變量光量子芯片因其確定性產生的特點能夠更高效地實現大規模量子糾纏的制備和操控，是量子信息領域的重要發展方向。

據了解，該研究成功解決了集成光量子芯片制備簇態的基礎物理問題，不僅推動了光量子芯片在量子信息領域的應用發展，也為量子計算、量子網絡和量子模擬等前沿科技的實用化提供了堅實的技術基礎。當前糾纏模式數目的限制主要來自集成微腔的尺度（即頻率間隔）和多色泵浦光的數目等工程性難題。隨著芯片加工技術的不斷進步，量子糾纏的規模和復雜度將在未來得到顯著提升。