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中国科大刷新光子纠缠和量子计世界纪录

导读: 中国科学技术大学潘建伟、杨涛、陆朝阳等人,最近通过实验成功制备出国际上纠缠光子数最多的薛定谔猫态和可以直接用于量子计算的簇态,刷新光子纠缠和量子计算领域的两项世界纪录。研究成果以封面标题的形式发表在最新一期英国《自然》杂志的子刊《自然·物理》上。

    中国科学技术大学潘建伟、杨涛、陆朝阳等人,最近通过实验成功制备出国际上纠缠光子数最多的薛定谔猫态和可以直接用于量子计算的簇态,刷新光子纠缠和量子计算领域的两项世界纪录。研究成果以封面标题的形式发表在最新一期英国《自然》杂志的子刊《自然·物理》上。

    量子纠缠是量子物理世界里面特有的奇异现象。当一个量子被操作而状态发生变化时,另一个量子即刻发生相应的状态变化,这两个量子“心心相印”。量子纠缠是量子力学的基础。猫态的概念,来自量子力学的奠基人之一薛定谔在1935年提出的一个著名的佯谬,即箱子里面的一只猫不是死的也不是活的,而是同时处于死和活的状态。

    尽管这种薛定谔猫态在宏观世界是不存在的,然而在微观世界里科学家们可以用光子或者原子来制造这样一种猫态。而簇态是近年来新发现的一种比猫态纠缠更加紧密的纠缠态,这种独特的性质使它成为单向量子计算机的物理载体。

    量子纠缠不仅是量子力学的基础,同时也是量子信息处理中的核心技术。多粒子纠缠是研制具有超级计算能力的量子计算机的必备条件,一个国家多粒子纠缠操纵的发展水平某种程度上代表了国家驾驭量子计算机的能力。审稿人评价说,潘建伟团队工作是“光学量子计算领域至今最先进的实验工作”,这是“一个出色的成就,为量子计算、量子纠错和量子力学基本问题的研究铺平了道路。”

    与经典计算机相比,量子计算机最重要的优越性体现在量子并行计算上,并行处理能够大大提高量子计算机的效率。分解一个有400个数字的合数,用现存最快的超级计算机计算也需要几百万年的时间,而量子计算机可能只需要一年左右。

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