中国科学家首次实现量子纠缠态自检验

据科技日报12月24日报道，记者从中国科学技术大学获悉，该校郭光灿院士团队李传锋、陈耕等人在测量设备不可信条件下实验，获知了未知量子纠缠态保真度信息，首次在国际上实现了量子纠缠态的自检验。研究成果日前发表在国际权威期刊《物理评论快报》上。

量子纠缠 图片来自澎湃新闻

量子纠缠是量子信息领域的重要资源。学术界通常采用量子态层析的办法来测定量子纠缠态，这种方法类似于医院中的CT扫描。通过量子态层析可以重构出纠缠态的形式，进而获得纠缠态的保真度等重要信息。然而量子态层析方法依赖于测量设备的准确性和可靠性，不能用于承担对安全性有要求的量子信息任务。比如量子通信的检测设备如果被窃听者所控制，那么就会对量子通信的保密性造成威胁。为解决这一问题，科学家们提出了“贝尔不等式违背”等多种纠缠度量方法，可以不依赖检测设备的可信度进行量子纠缠自检验。国际学界对此做了大量理论工作，但相关实验还是空白。

李传锋、陈耕等人巧妙设计并实验实现了两比特和三比特量子纠缠态自检验，针对不同形式的量子纠缠态，在测量设备不可信的条件下，获得了未知量子态的保真度信息，并与传统的量子态层析结果比对，证实了自检验结果的可靠性。

据悉，这是国际上首个具有“高可靠、抗干扰”特性的纠缠态自检验实验，为把自检验推广应用于各种量子信息过程，推进量子通信和量子计算研究打下重要基础。

（记者 吴长锋）