科技日(ri)報訊（記者吳長鋒(feng)）記者3月27日(ri)從188bet足球獲悉，該(gai)校郭(guo)光燦院士團隊李傳鋒(feng)、許(xu)金時、孫凱等人(ren)對多體量(liang)子導引的(de)(de)關(guan)系(xi)結構進行了(le)實驗研(yan)究，首次觀測到多體量(liang)子導引的(de)(de)非單配性共享關(guan)系(xi)，即(ji)其中一方的(de)(de)量(liang)子態可以被另(ling)外兩方同時導引。這項研(yan)究成(cheng)果日(ri)前發表在國(guo)際物(wu)理學(xue)期(qi)刊(kan)《物(wu)理評論快報》上。

量(liang)(liang)子(zi)導(dao)(dao)引(yin)(yin)(yin)描述了一(yi)個粒(li)子(zi)通過(guo)局域測量(liang)(liang)影響另一(yi)個粒(li)子(zi)量(liang)(liang)子(zi)態的(de)(de)能(neng)(neng)力(li)。作為一(yi)種量(liang)(liang)子(zi)非(fei)局域現(xian)(xian)(xian)象(xiang)(xiang)，量(liang)(liang)子(zi)導(dao)(dao)引(yin)(yin)(yin)擁有(you)獨特(te)的(de)(de)非(fei)對(dui)稱性(xing)質，能(neng)(neng)進(jin)一(yi)步實現(xian)(xian)(xian)單向(xiang)量(liang)(liang)子(zi)導(dao)(dao)引(yin)(yin)(yin)，即一(yi)方(fang)(fang)(fang)可以導(dao)(dao)引(yin)(yin)(yin)另一(yi)方(fang)(fang)(fang)，反過(guo)來(lai)卻(que)不(bu)行。在(zai)多(duo)體量(liang)(liang)子(zi)導(dao)(dao)引(yin)(yin)(yin)的(de)(de)研究中(zhong)，單配性(xing)關系(xi)會限制量(liang)(liang)子(zi)導(dao)(dao)引(yin)(yin)(yin)在(zai)個體之(zhi)間的(de)(de)分享能(neng)(neng)力(li)，使(shi)得(de)一(yi)方(fang)(fang)(fang)不(bu)能(neng)(neng)同時被(bei)其他(ta)參(can)與方(fang)(fang)(fang)導(dao)(dao)引(yin)(yin)(yin)。理論研究表明(ming)，在(zai)增加測量(liang)(liang)方(fang)(fang)(fang)向(xiang)的(de)(de)情況下，多(duo)體量(liang)(liang)子(zi)導(dao)(dao)引(yin)(yin)(yin)會出(chu)現(xian)(xian)(xian)違背單配性(xing)的(de)(de)現(xian)(xian)(xian)象(xiang)(xiang)，展示(shi)出(chu)多(duo)體之(zhi)間豐富的(de)(de)導(dao)(dao)引(yin)(yin)(yin)共享關系(xi)結構。為了驗證這種非(fei)單配性(xing)共享關系(xi)，需(xu)要能(neng)(neng)夠對(dui)多(duo)體量(liang)(liang)子(zi)系(xi)統(tong)進(jin)行任意測量(liang)(liang)，這就要求制備具有(you)高保真度(du)的(de)(de)多(duo)體糾纏量(liang)(liang)子(zi)比特(te)系(xi)統(tong)。

在前期(qi)研(yan)(yan)(yan)究基礎上，研(yan)(yan)(yan)究組進(jin)(jin)(jin)一(yi)步利用(yong)光子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)偏振、路徑和軌(gui)道角動量三(san)個自由度，構(gou)建(jian)了三(san)量子(zi)(zi)(zi)比特系(xi)統(tong)(tong)，制備了一(yi)系(xi)列(lie)的(de)(de)(de)三(san)體糾纏態，平(ping)均保真度達到96%。通過拓展量子(zi)(zi)(zi)導(dao)引(yin)的(de)(de)(de)不(bu)確定關系(xi)判據，研(yan)(yan)(yan)究者研(yan)(yan)(yan)究了多(duo)(duo)體量子(zi)(zi)(zi)導(dao)引(yin)的(de)(de)(de)非(fei)單配性(xing)共(gong)享關系(xi)。實(shi)驗結果表明，在三(san)體量子(zi)(zi)(zi)系(xi)統(tong)(tong)中(zhong)，一(yi)方(fang)的(de)(de)(de)量子(zi)(zi)(zi)態可以(yi)被另外(wai)兩方(fang)同時導(dao)引(yin)，這種現象違背了傳統(tong)(tong)的(de)(de)(de)單配性(xing)關系(xi)，證(zheng)實(shi)了多(duo)(duo)體量子(zi)(zi)(zi)導(dao)引(yin)的(de)(de)(de)共(gong)享性(xing)質。研(yan)(yan)(yan)究組通過對處于W態（一(yi)類多(duo)(duo)體糾纏態）的(de)(de)(de)三(san)體系(xi)統(tong)(tong)進(jin)(jin)(jin)行了充分(fen)的(de)(de)(de)分(fen)析(xi)，展示了不(bu)同的(de)(de)(de)量子(zi)(zi)(zi)導(dao)引(yin)架(jia)構(gou)。利用(yong)所證(zheng)實(shi)的(de)(de)(de)多(duo)(duo)體量子(zi)(zi)(zi)導(dao)引(yin)非(fei)單配性(xing)的(de)(de)(de)共(gong)享關系(xi)，研(yan)(yan)(yan)究者進(jin)(jin)(jin)一(yi)步實(shi)現了三(san)體真糾纏的(de)(de)(de)實(shi)驗驗證(zheng)。與常規方(fang)法相對比，這種檢測方(fang)法只需(xu)要更少的(de)(de)(de)測量資源，展現了其高(gao)效性(xing)。

這項成果(guo)加深了對(dui)量子(zi)導引(yin)物理概念的理解，為基于量子(zi)導引(yin)單(dan)配性的信(xin)息協議提供了全(quan)面的分析視角(jiao)，在多用(yong)戶量子(zi)通信(xin)、量子(zi)網絡(luo)的搭建、多體糾纏檢測中(zhong)都具有重要的應用(yong)前景。

《科技日報(bao)》（2022年3月31日5版）

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