多體量子導引新特征獲驗證有助多用戶量子網絡搭建

3月27日從中國科學技術大學獲悉，該校郭光燦院士團隊李傳鋒、許金時、孫凱等人對多體量子導引的關系結構進行了實驗研究，首次觀測到多體量子導引的非單配性共享關系，即其中一方的量子態可以被另外兩方同時導引。這項研究成果日前發表在國際物理學期刊《物理評論快報》上。

在前期研究基礎上，研究組進一步利用光子的偏振、路徑和軌道角動量三個自由度，構建了三量子比特系統，制備了一系列的三體糾纏態，平均保真度達到96%。通過拓展量子導引的不確定關系判據，研究者研究了多體量子導引的非單配性共享關系。實驗結果表明，在三體量子系統中，一方的量子態可以被另外兩方同時導引，這種現象違背了傳統的單配性關系，證實了多體量子導引的共享性質。研究組通過對處于W態（一類多體糾纏態）的三體系統進行了充分的分析，展示了不同的量子導引架構。利用所證實的多體量子導引非單配性的共享關系，研究者進一步實現了三體真糾纏的實驗驗證。與常規方法相對比，這種檢測方法只需要更少的測量資源，展現了其高效性。

這項成果加深了對量子導引物理概念的理解，為基于量子導引單配性的信息協議提供了全面的分析視角，在多用戶量子通信、量子網絡的搭建、多體糾纏檢測中都具有重要的應用前景。