中國科學家首次實現量子糾纏態自檢驗

據科技日報12月24日報道，記者從中國科學技術大學獲悉，該校郭光燦院士團隊李傳鋒、陳耕等人在測量設備不可信條件下實驗，獲知了未知量子糾纏態保真度信息，首次在國際上實現了量子糾纏態的自檢驗。研究成果日前發表在國際權威期刊《物理評論快報》上。

量子糾纏 圖片來自澎湃新聞

量子糾纏是量子信息領域的重要資源。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中的CT掃描。通過量子態層析可以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。然而量子態層析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。

李傳鋒、陳耕等人巧妙設計並實驗實現了兩比特和三比特量子糾纏態自檢驗，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。

（記者 吳長鋒）