多体量子制导研究的新成果

中国科学技术大学郭光灿院士团队的李传峰、许金石、孙凯等人对多体量子制导的关系结构进行了实验研究，首次观测到多体量子制导的非纯合共享关系，即一个量子态可以同时被另外两个量子态引导。

量子制导描述了一个粒子通过局部测量影响另一个粒子的量子态的能力。理论研究表明，多体量子制导在测量方向增加时会违背单匹配现象，表现出多体之间丰富的引导和共享关系结构。

基于光学平台，李传峰、许金石、孙凯等人近年来系统地开展了量子制导的实验研究，包括全量子制导的验证和单向量子制导的实现。研究组进一步利用光子偏振、路径和轨道角动量三个自由度构建三量子位系统，制备一系列平均保真度为96%的三体纠缠态。通过扩展量子制导的不确定性判据，研究了多体量子制导的非单态共享关系。实验结果表明，在三体量子系统中，一方的量子态可以同时被另外两方引导，违背了传统的一夫一妻制关系，证实了多体量子引导的共享性质。该成果展示了多体系统中量子制导的丰富关系结构，深化了对量子制导物理概念的理解，对量子信息的基础研究具有重要意义。它在多用户量子通信、量子网络构建、多体纠缠探测等方面有着重要的应用前景。