我科学家首次实现量子纠缠态自检验

本报合肥12月23日电(记者吴长锋)记者从中国科技大学获悉，该校郭广灿团队的李传峰、陈赓等院士在测量设备不可信的情况下，通过实验了解到未知量子纠缠态的保真度信息，首次实现了国际上对量子纠缠态的自检。研究结果最近发表在国际权威杂志《物理评论快报》上。

量子纠缠是量子信息领域的重要资源。学术界通常使用量子态色谱法来测量量子纠缠态，这类似于医院中的CT扫描。纠缠态的形式可以通过量子态色谱重建，从而获得纠缠态保真度等重要信息。然而，量子态色谱方法依赖于测量设备的准确性和可靠性，并且不能用于承担需要安全性的量子信息任务。例如，如果量子通信的检测设备被窃听者控制，就会对量子通信的保密性构成威胁。为了解决这个问题，科学家们提出了多种纠缠测量方法，如“贝尔不等式违反”，这种方法可以独立于检测设备的可信度进行量子纠缠自测。国际学术界对此做了大量的理论工作，但相关的实验仍是空白。

李传峰、陈赓等人巧妙地设计并实验实现了二比特和三比特量子纠缠态的自测。对于不同形式的量子纠缠态，在测量设备不可信的情况下，获得未知量子态的保真度信息。通过与传统量子态色谱结果的比较，验证了自检结果的可靠性。

据报道，这是世界上第一次具有“高可靠性和抗干扰”特性的纠缠态自测实验，为自测在各种量子信息处理中的应用以及量子通信和量子计算研究的推广奠定了重要基础。