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中科大能否完成两量子比特和四量子比特羁绊态可弹性量子态验证?

量子信息是将信息编码成量子态的场,使用这些状况的“量子性”,科学家能够比经典核算机进行更有用的核算和更安全的密码学。由中国科学院中国科技大学(USTC)郭光灿教授领导的一个团队,在试验上完成了非自适应局域丈量对两量子比特和四量子比特羁绊态的可弹性量子态验证,其研讨成果宣布在《物理谈论快报》期刊上。将量子体系初始化为某种状况是量子信息科学的一个重要方面。

尽管现已开发了各种丈量战略来表征体系初始化的程度,但关于给定的战略,一般在其功率和量子态的可拜访信息之间存在权衡。传统的量子状况层析成像能够表征不知道状况,一起需求十分贵重的耗时后处理。现在新的理论打破标明,量子态验证供给了一种用显着较少的样原本量化准备态的技能,特别是关于多体羁绊态。在郭光灿教授领导的研讨中,关于一切被测验的态,估量的不保真度与样本数量成反比:

这说明了用少数样原本表征量子态的才能,与需求非部分丈量的大局最优战略比较,试验功率只差了一个小的常数因子(<2.5)。研讨经过试验对四光子Greenberger-Horne-Zeilinger态进行了表征,比较了量子态验证和量子态层析的功能差异,成果标明量子态验证在功率和精度上都具有优势。中科大在试验上完成了一种最优量子态验证(QSV),这种验证易于完成,而且对实践中的缺点具有很强的鲁棒性。

研讨展现的1/n缩放成果来自战略自身,没有羁绊或自适应丈量。其研讨成果对许多量子丈量使命都有清晰的启示,并可能为后续更杂乱的量子体系奠定坚实的根底。将量子体系初始化为某种状况是量子信息科学的一个重要方面。尽管现已开发了各种丈量战略来表征体系初始化的程度,但关于给定的战略,一般在其功率和量子态的可拜访信息之间存在权衡。

量子态验证供给了一种用显着较少的样原本量化准备态的技能,特别是关于多体羁绊态。研讨修改了本来的计划,使其对实践缺点具有鲁棒性,并在试验上完成了对具有非自适应局域丈量的两量子比特和四量子比特羁绊态的可扩展量子态验证。经过试验对四光子格林伯格-霍恩-泽林格态进行了表征,比较了量子态验证和量子态层析的功能差异,成果标明量子态验证在功率和精度上都具有优势。

博科园|研讨/来自:中国科学院/中国科技大学

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