我们的科学家实现了高维量子纠缠态的最优探测

25日，记者从中国科学技术大学获悉，李传锋院士团队与郭光灿院士团队、刘研究团队合作，首次实现了高维量子纠缠的优化探测。相关成果日前发表在国际知名期刊《物理评论快报》上。

量子纠缠是量子信息处理的核心资源。如何实验制备和检测量子纠缠是量子信息领域的基本任务。然而，随着系统维数和粒子数的增加，传统的用于检测量子纠缠态的量子态色谱方法会成倍地消耗更多的资源，因此在实验中不具有可扩展性。为了解决高维纠缠探测问题，研究团队利用基于保真度的纠缠见证方法探测了两个物体的32维最大纠缠态，保真度达到了世界最高水平。然而，对于常见的非最大高维纠缠态，基于保真度的纠缠见证方法并不通用。

针对这一难点，研究组和理论合作者提出了一种适用于所有两体量子纠缠态的最优量子纠缠检测方法。为了检验这种方法的普适性，他们巧妙地通过实验制备了一系列不同类型的高维量子纠缠态，并实现了量子纠缠态的局域测量，从而实现了最优的量子纠缠探测。实验结果表明，对于基于保真度的纠缠见证方法无法检测到的四维或三维量子纠缠态，新方法只需要三组测量基来验证它们的量子纠缠。

这一成果解决了二维纠缠态的探测问题，为实现各种高维量子信息过程和研究高维系统中的量子物理基础问题奠定了重要基础。