填補空白！我國科學家在“連續變量”集成光量子芯片領域實現新突破

集成光量子芯片是一種能在微納尺度上編碼、處理、傳輸和存儲光量子信息的先進平臺。如何在光量子芯片上實現大規模量子糾纏是國際量子研究難題。

　　近日，山西大學蘇曉龍教授課題組，聯合北京大學王劍威教授與龔旗煌教授課題組，成功實現了基于集成光量子芯片的連續變量糾纏簇態的確定性制備、調控和實驗驗證。

　　簇態是一種特殊的量子糾纏態，能夠在多個量子比特之間建立復雜的量子糾纏，是實現量子計算和量子網絡的重要量子資源。集成光量子芯片作為一種新興技術，能夠在微納米尺度上編碼、處理、傳輸和存儲光量子信息。

　　然而，傳統的量子光子芯片在制備大規模糾纏簇態時面臨著巨大挑戰，隨著比特數的增加，量子糾纏的制備成功率呈指數下降，嚴重限制了其應用的擴展。與離散變量光量子芯片不同，連續變量光量子芯片因其確定性產生的特點能夠實現大規模量子糾纏的制備和操控，是量子信息領域的重要發展方向。

　　研究團隊采用基于光場的連續變量編碼方式，破解了制備量子比特和量子糾纏的“概率”難題，實現了量子糾纏簇態在芯片上的“確定性”產生。

　　此前，該團隊還研制出一款集成約2500個元器件的超大規模光量子芯片，并實現了基于圖論的光量子計算和信息處理功能，為量子計算機研制提供一種可擴展、可編程、高穩定的量子芯片內核。

　　這是我國科學家在集成光量子芯片技術領域取得的新突破，這一成果填補了采用連續變量編碼方式的光量子芯片關鍵技術空白，也為光量子芯片的大規模擴展及其在量子計算、量子網絡等領域的應用奠定重要基礎。相關研究成果于20日在《自然》雜志發布。