科研进展

科研人员实现八光子薛定谔猫态再次刷新光子纠缠纪录中国科学技术大学微尺度物质科学国家实验室潘建伟研究组首次成功实现8光子薛定谔猫态,打破了由他们保持的6光子纪录,再次刷新了光子纠缠态制备的世界记录。这项技术需要控制4对独立的纠缠源,符合计数的亮度极低,并且有多种噪声来源。该研究组对多光子操纵技术进行了进一步革     

实现最大的超纠缠光子薛定谔猫态

量子纠缠是量子信息处理中的核心“资源”,多粒子纠缠态的研究是国际上竞争非常激烈的领域。中国科技大学合肥微尺度物质科学国家实验室量子物理与量子信息研究部通过实验成功制备出超纠缠光子薛定谔猫态,纠缠量子比特数目最高达到10个。再次刷新了纠缠态制备的世界记录。此前的最大光子薛定谔猫态是6个光量子比特的纠缠态,     

2015年度国家自然科学奖获奖项目 一等奖:多光子纠缠及干涉度量

正由中国科学技术大学潘建伟等完成量子信息科学以一种变革性的方式对信息进行编码、存储和传输,在确保通信安全和提升计算速度等方面突破经典信息技术的瓶颈,已成为现代物理学最活跃的研究前沿之一。项目组长期从事量子力学基础问题实验检验,系统地发展了多光子操纵技术,创新性地应用于量子信息处理多个研究方向,做出一系列原创性工作。具体包括:1.发展高亮度高纯度纠缠光源、独立光子干涉和单光子滤波等关键技术,以最强烈的方式揭示量子非定域性与爱因斯坦定域实在论之间的矛盾,率先实现五、六、八光     

信息技术

正大规模硅基集成高维光量子芯片实现北京大学"极端光学创新研究团队"王剑威、龚旗煌教授等与布里斯托尔大学物理系量子光学中心等单位合作,利用大规模集成硅基纳米光量子芯片技术,实现对高维度光量子纠缠体系的高精度和普适化量子调控和量子测量,研究论文发表于Science。实现功能强大的量子信息处理芯片是当前量子科技革命的关键。研究团队实现了一种新型的多路径加载高维量子态方式,即每个光子以量子叠加态的形式同时存在于多条光波导路径,从而实现了一个高达15×15的高维量子纠缠系统。通过可控地激发16个参量四波混频单光子源阵列,可以制备具有任意复系数的高维度量子纠缠态。     

未来的网络世界

随着光可以被"停"下来的技术和新材料的发现,人类完全可能发明"光子摄像机",只要一打开开关,人便立即处于一个新的虚拟场景中,同时量子纠缠机的发现,可以使远在天边的两个人瞬间感受到对方的接触。那么两个人上网时,光子摄像机会把对方的场景信息传递给另一方,并释放出来,在通过量子"纠缠技术",把一方面粒子安装在甲身上,另一方面粒子传输到乙面     

动态

我国刷新最大纠缠态制备世界纪录多量子比特的操纵和纠缠是量子计算研究的核心指标。近日,我国科学家潘建伟及其同事通过调控6个光子的偏振、路径和轨道角动量3个自由度,在国际上首次实现了18个光量子比特的纠缠,刷新了所有物理体系中最大纠缠态制备的世界纪录。国际权威学术期刊《物理评论快报》日前发表了该成果。多个量子比特的相干操纵和纠缠态制备是发展可扩展量子信息技术,特别     

我国刷新光子纠缠和量子计算领域两项世界记录

中国科学技术大学微尺度物质科学困家实验室的工作人员潘建伟和他的同事杨涛、陆朝阳等，最近通过实验成功制备出国际上纠缠光子数最多的薛定谔猫态和可以直接用于量子计算的簇态，刷新光子纠缠和量了计算领域的两项世界记录。     

信息科技

<正>世界首次千公里量级的量子纠缠中科大潘建伟院士团队与国内科学家合作,实现了"墨子号"量子卫星在世界上首次千公里量级的量子纠缠,研究论文发表于《科学》。长距离纠缠量子对分发对于量子物理基础的检验和可扩展量子网络的实现是极其必要的。然而由于通道损耗,之前能够实现的分发距离被限制在100公里左右。此次实验通过距离总长在1600～2400公里之间的两个星—地下行线路,验证了基于卫星的、纠缠光子对在地面相距1203公里的两个接收站间的分发。实验观测到长距离站点间双光子纠缠的保持以     

双原子与单模光场相互作用性质研究

原子与光场的相互作用及由此引起的原子与光场的量子性质随时间的演化多年来备受研究者关注,而其中的双原子体系又是研究相互作用多原子体系的基础,因此,深入研究双原子与光场的相互作用是非常有意义的。研究结果表明:在纠缠双原子与光场作用系统中,在考虑原子之间偶极-偶极相互作用情况下,两原子间纠缠度随时间演化规律和场-原子纠缠度随时间演化规律几乎相反;在耦合双原子与光场作用系统中,双原子系统会影响到光场的光子统计性质、相位特性,量子动力学特性及量子信息传递等相关内容。     

中科大完美实现“量子中继器”

中国科技大学合肥微尺度物质科学国家实验室潘建伟教授及其同事苑震生、陈宇翱等,利用冷原子量子存储技术,在国际上首次实现了具有存储和读出功能的纠缠交换,建立了由300米光纤连接的两个冷原子系综之间的量子纠缠.这种冷原子系综之间的量子纠缠可以被读出并转化为光子纠缠,以进行进一步的传输和量子操作.     

光场与纠缠原子依赖强度耦合系统场熵的演化

在考虑原子与光场依赖强度耦合光子共振相互作用的条件下,研究了粒子数态光场与纠缠双原子依赖强度耦合系统场熵的演化特性,并借助于数值运算,讨论了双原子纠缠度及光场强度对场熵演化的影响。研究结果表明,双原子纠缠度的变化影响场熵的平均值,而初始光场的强度则影响场熵演化的振荡特性。     

科研进展

科学家发现光子"非波非粒,亦波亦粒"的量子特性中国科技大学郭光灿院士领导的中科院量子信息重点实验室李传锋研究组首次实现了量子惠勒延迟选择实验,制备出粒子和波的叠加状态。实验结果显示,处于波粒叠加态上的光子,既不像普通的粒子态那样没有干涉条纹,也不像普通的波动态那样表现出标准的正弦形干涉条纹,而是展现出锯齿形条纹的"非波非粒,亦波亦粒"表现形式。该研究工作拓展和加深了人们对玻尔互补原理的理解,揭示了互     

双缝干涉现象中明暗条纹成因新解

在双缝干涉实验中,会出现明暗相间的条纹,成因是光子往波形叠加的地方聚集,产生亮条纹,波形相消的地方光子少,产生暗条纹,至于为什么光子会有如此现象,本文认为是:两列相同的光波(相干光波)在相交时会交融变形,交会处前方和后方由生硬的"╳"形,融变成圆润的弧形,即")("形。波的形变致使光子运动方向改变,在光波形变的区域大量聚集光子,形成亮条纹,而形变量少或者不形变的区域光子则很少到达,形成暗条纹。     

量子点生物安全性研究取得重大进展

中国科技大学合肥微尺度物质科学国家实验室教授潘建伟及苑震生、陈宁翱等,利用冷原子量子存储技术在国际上首次实现了具有存储和读出功能的纠缠交换,建立了由300米光纤连接的两个冷原子系综之间的量子纠缠。这种冷原子系综之间的量子纠缠可以被读出并转化为光子纠缠以进行进一步的传输和量子操作。该实验成果完美地实现了长程量子通信中亟需的“量子中继器”,向未来广域量子通信网络的最终实现迈出了坚实的一步。     

任意未知超纠缠混态的同步浓缩与纯化（英文）

针对处于未知的部分超纠缠混态的两光子4-qubit系统,提出2个能同时完成超纠缠浓缩与纯化的有效方案.第1个方案利用附加的部分频率纠缠,可以修正极化纠缠中的错误,并提取出在极化与空间模上的最大超纠缠.第2个方案则借助附加的最大频率纠缠实现确定地纯化和浓缩在极化与空间模上的超纠缠.2个方案都只基于现有光学器件和交叉克尔非线性作用.     

量子纠缠态制备、操纵的实验研究

量子纠缠是量子信息学中最重要也是最为奇特的一个课题.在量子信息学中,量子信息的处理离不开量子态及其操纵,而量子纠缠态毫无疑问是各种各样的量子态中最重要的一种. 利用光子纠缠态开展了以下实验研究:(1)利用连续波激光束泵浦非线性晶体的自发参量下转换过程,制备出了双光子偏振纠缠态,具有较高亮度和纠缠度,并具有纠缠度可调谐的特点. 利用这种纠缠源,制备了量子信息学中一种重要的混合态——Werner态,采用的方案使得Werner态中纠缠的成分是可控制的.(2)利用线性光学元件以及路径比特概念的引入,在实验上用单光子实现了Buek-Hillery普适克隆机,实验结果表明,对任意的输入纯态,此克隆机输出的2份拷贝与初始态均达到5/6的保真度,与理论计算一致.(3)在实验上利用自发参量下转换系统制备的双光子偏振最大纠缠态及非最大纠缠态进行了CHSH不等式的检验,验证了对于2比特纠缠纯态,"纠缠"等价于"Bell不等式违背"这一结论.(4)除了局域隐变量理论之外,还有一种主要的隐变量理论——环境无关的隐变量理论(NCHV),关于这种隐变量,类似于Bell不等式,有一个Kochen-Specker理论,其主要内容是证明NCHV和量子力学的矛盾. 完成了一个用单光子实现的检验Kochen-Spcker理论的实验,实验结果证明了NCHV是不存在的.     

量子信息技术的新进展——五光子纠缠和开放目的的量子隐形传态

由中国科技大学合肥微尺度国家实验室(筹)量子物理和量子信息部所完成的"五光子纠缠和开放目的的量子隐形传态"研究成果以Letter的方式发表在2004年7月1日出版的Nature上,欧洲物理学会和美国物理协会都对该工作进行了专题报道.本文介绍了该成果的研究背景,意义,内容.     

论光子的结构与分布

文章提出了关于光子结构与分布的假说:光子由心,核及核外的引力子云构成;光子无处不在地存在于宇宙空间及物质内,它有结合、自由,半自由三种分布状态.在此基础上产生了一些推论:光子间可以发生反应生成多光子体和电子;光子是物质的结构柱子,参与物质质量和能量的形成;光子(光)可被一切物体吸引,光的衍射、引力透镜现象就是其表现;空间(物质内)无处不在的光子可称为"光子气",它也参与万有引力的介导,它有三种运动形式;光的本质是光子气流.并应用上述观点,对光学、量子力学、相对论、天体物理学(包括宇宙学)的一些基本问题、疑难问题进行了解释.     

美首制非线性零折射率超材料 为量子网络创立奠基础

美国劳伦斯伯克利国家实验室张翔（音译）领导研究团队在近日出版的《科学》杂志撰文称．他们制造出了全球首块非线性零折射率超材料．通过这种材料的光在各个方向都会得到增强．有望为量子计算机快速提供多方向的光源．也可为量子网络提供相互纠缠的光子．从而大大促进量子网络的发展。     

哈尔滨理工大学实现基于相干声子的光子轨道角动量态存储

光子轨道角动量是电磁场除自旋外另一种携带角动量的自由度,可以构成一个完备的无限维Hilbert空间。将信息加载到光子轨道角动量空间可以大幅地提高信息传输容量;基于光子轨道角动量编码的高维纠缠光子还可以提高量子密钥的安全性,实现高维量子隐形传态及密集编码。此外,该自由度还提供了触及量子力学基本问题的全新佯谬。光信号的固态存储是全光信息处理的重要物理依托,因此,将加载于轨道角动量空间的信息在电磁波与物质波间高效地相互转换,是利用该自由度进行信息处理的关键。如何将加载于轨道角动量空间的信息在电磁波与物质波间高效地相互转换,成为该自由度走向应用的关键。近两年,一方面基于原子系综及波色爱因斯坦凝聚的光子轨道角动量态存储已相继实现（但是这些物理途径不易实现面向经典信息处理的片上集成化）,另一方面,基于光-声耦合的硅基波导及光力微腔已取得诸多研究突破,成为硅基光子芯片技术中的关键物理依托。