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物理学界大名鼎鼎的“薛定谔猫”,从此不必再受噪声“困扰”.5月9日,中国科技大学发布重要科研成果,该校潘建伟院士率领的团队日前实现超抗噪声“薛定谔猫”态.这种神奇的“纠缠状态”具有天然的高容错性,能够对任意噪声免疫,可广泛应用于量子密钥共享、三人协议等大尺度量子网络中.
尽管“薛定谔猫”态在宏观世界并不存在,但在微观世界中,科学家可以利用光子和原子等造出这样的“纠缠状态”,并应用到量子精密测量、容错计算等领域.然而,由于量子“消相干效应”,量子态与环境相互作用产生的各种噪声,可以使计算过程产生各种错误,这就大大限制了“薛定谔猫”态在量子计算等量子信息处理任务中的应用.原则上,人们可以利用量子纠错编码的方式来保护量子态,但这种方式会耗费大量量子资源.2012年,奥地利物理学家提出一种级联猫态的概念,这种猫态具有对任意噪声免疫的天然优越性.
在实验中,潘建伟团队用两个光子比特编码一个逻辑比特,成功制备出一个三逻辑比特的级联猫态,并演示了编码猫态在各种噪声影响下所具有的显著优越性.成果发表在最新一期权威学术期刊《自然.光子学》上.潘建伟院士表示,这种制备方法可扩展到任意比特数,甚至可能达到宏观级别,实现多年来的研究热点——宏观纠缠.
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