首个三光子颜色纠缠W态问世

这项新研究的独特之处在于，它利用光子的颜色(能量)来创造能量纠缠的W态。来源:物理学家网络

根据物理学家组织网络最近的一份报告，美国研究人员首次将三种光子的颜色纠缠在一起，构建了一种称为w态的量子力学状态。在这种状态下，即使三个光子中的一个“丢失”，一些纠缠态仍将被保留，因此有望应用于量子通信领域。此外，研究人员说，这种纠缠态也使得新的量子应用和基本物理测试成为可能。

为了创造这种状态，伊利诺伊大学香槟分校的研究人员将激光照射到玻璃纤维上。通过称为“自发四波”混合的过程——四个激光光子与光纤相互作用，然后湮灭——产生两对不同颜色的光子(例如两对红色和绿色光子)。这四个光子被用来构建三光子W态。其中一个是绿色的，剩下的三个构成了这个3光子W态——由两个红色光子和一个绿色光子的所有可能的迭代组成。

这项工作的独特之处在于，研究人员使用光子的颜色(能量)作为纠缠的*度，而之前的研究使用了光子的偏振。由于光子的能量不会轻易改变，这就降低了能量纠缠W态长距离传播中出现误差的可能性。通过测量双光子子系统的信息，研究人员首次验证了这种状态。这项研究发表在《物理评论快报》上。

研究员*指出:“科学家以前已经创造了偏振纠缠态，但是最新的研究是第一个离散能量纠缠态和第一个在光纤中产生的三光子纠缠态。与其他类型的3粒子纠缠相比，W态对于量子通信非常有用，因为如果一个光子丢失，另外两个光子将保留一些纠缠，这意味着通信可以继续。”

这项研究的负责人弗吉尼亚·洛伦茨说:“这项研究的另一个新的方面是，我们提出了一种直接证明W状态存在的方法。”