欧美色盟,色婷婷AV一区二区三区之红樱桃,亚洲精品无码一区二区三区网雨,中国精品视频一区二区三区

量子糾纏是量子力學中最神秘也是最基礎(chǔ)的性質(zhì)之一，同時也是量子信息處理的核心資源，是量子計算加速效應的根本來源之一。多年以來，實現(xiàn)大規(guī)模的多量子比特糾纏一直是各國科學家奮力追求的目標。自1998年人們首次利用核磁共振系統(tǒng)實現(xiàn)3比特GHZ態(tài)的制備開始，真多體糾纏態(tài)的制備成為包括光子、離子阱、NV色心、中性原子及超導量子比特等各種物理系統(tǒng)規(guī)模化擴展的重要表征手段。其中，超導量子比特具有規(guī)?；卣沟膬?yōu)勢，在近年來發(fā)展迅速。我國科學家在超導量子比特多體糾纏制備方面取得了一系列重要成果，自2017年起先后完成了10比特、12比特、18比特的真糾纏態(tài)制備，不斷刷新超導量子計算領(lǐng)域的糾纏比特數(shù)目紀錄。

然而，更大規(guī)模的真糾纏態(tài)制備要求高連通性的量子系統(tǒng)、高保真的多比特量子門操作、以及高效準確的量子態(tài)保真度表征手段。高連通性保證了大規(guī)模量子態(tài)生成的可能性，避免了因缺陷和連通性不足限制量子態(tài)規(guī)模；通過高保真量子門才能夠?qū)⒘孔颖忍剡B接起來形成高保真的多體量子糾纏態(tài)；而高效的量子態(tài)表征是克服隨比特數(shù)指數(shù)級增長的量子態(tài)規(guī)模復雜度、進行量子態(tài)保真度準確估計的重要保證。這些要求對量子系統(tǒng)的性能、操控能力以及驗證手段提出了很高的要求，使此前真糾纏比特的規(guī)模停留在約20個量子比特的水平。

圖 1 量子真糾纏態(tài)比特數(shù)目的發(fā)展歷史。

研究團隊在前期構(gòu)建的“祖沖之二號”超導量子計算原型機的基礎(chǔ)上，進一步將并行多比特量子門的保真度提高到99.05%、讀取精度提高到95.09%，并結(jié)合研究團隊所提出的大規(guī)模量子態(tài)保真度驗證判定方案，成功實現(xiàn)了51比特簇態(tài)制備和驗證。最終51比特一維簇態(tài)保真度達到0.637±0.030，超過0.5糾纏判定閾值13個標準差。這一結(jié)果將各個量子系統(tǒng)中真糾纏比特數(shù)目的紀錄由原先的24個大幅突破至51個，充分展示了超導量子計算體系優(yōu)異的可擴展性。在此基礎(chǔ)上，研究團隊通過結(jié)合基于測量的變分量子本征求解器，開展了對于小規(guī)模的擾動平面碼的本征能量的求解，首次實現(xiàn)了基于測量的變分量子算法，為基于測量的量子計算方案走向?qū)嵱玫於嘶A(chǔ)。

本研究工作得到了科技部、安徽省、上海市、自然科學基金委和中科院等的資助。

圖2 利用“祖沖之二號”完成的51比特一維簇態(tài)制備的線路及量子態(tài)保真度結(jié)果。

2013年7月17日，習近平總書記視察中國科學院時提出“四個率先”目標要求。習近平總書記高度關(guān)心量子科技發(fā)展，提出“要充分認識推動量子科技發(fā)展的重要性和緊迫性，加強量子科技發(fā)展戰(zhàn)略謀劃和系統(tǒng)布局，把握大趨勢，下好先手棋。”十年來，中國科學技術(shù)大學科研團隊認真落實總書記對量子科技的指示要求，潛心研究、刻苦攻關(guān)，取得了一系列具有國際影響力的重大原創(chuàng)成果。未來，中國科學技術(shù)大學將積極發(fā)揮國家戰(zhàn)略科技力量主力軍的作用，聚焦量子通信、量子計算、量子精密測量等世界科技前沿方面，突破重大科學問題和關(guān)鍵核心技術(shù)，努力搶占科技制高點，為實現(xiàn)高水平科技自立自強貢獻力量。

論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41586-023-06195-1

參考文獻：

[1].Song, C.et al,.Generation of multicomponent atomic Schr?dinger cat states of up to 20 qubits,Science365, 574 (2019).

[2].Gong, M.et al.,Genuine 12-qubit entanglement on a superconducting quantum processor,Physical review letters122, 110501 (2019).

[3].Song, C.et al.10-qubit entanglement and parallel logic operations with a superconducting circuit,Physical review letters119, 180511 (2017).

[4].Barends, R.et al.Superconducting quantum circuits at the surface code threshold for fault tolerance,Nature508, 500 (2014).

[5].DiCarlo, L.et al.,Preparation and measurement of three-qubit entanglement in a superconducting circuit,Nature467,574 (2010).

[6].Pogorelov, I.et al.Compact ion-trap quantum computing demonstrator,PRX Quantum2, 020343 (2021).

[7].Monz, T.et al.,14-qubit entanglement: Creation and coherence,Physical Review Letters106,130506 (2011).

[8].Leibfried, D.et al.,Creation of a six-atom ‘Schr?dinger cat’state,Nature438, 639 (2005).

[9].H?ffner, H.et al.,Scalable multiparticle entanglement of trapped ions.Nature438,643 (2005).

[10].Sackett, C. A.et al.,Experimental entanglement of four particles.Nature404,256 (2000).

[11].Pan, J.-W., Bouwmeester, D., Daniell, M., Weinfurter, H. & Zeilinger, A.Experimental test of quantum nonlocality in three-photon Greenberger–Horne–Zeilinger entanglement.Nature403,515 (2000).

[12].Wang, X.-L.et al.,18-qubit entanglement with six photons’ three degrees of freedom.Physical review letters120,260502 (2018).

[13].Zhong, H.-S.et al.,12-photon entanglement and scalable scattershot boson sampling with optimal entangled-photon pairs from parametric down-conversion.Physical review letters121,250505 (2018).

[14].Gao, W.-B.et al.,Experimental demonstration of a hyper-entangled ten-qubit Schr?dinger cat state.Nature physics6, 331 (2010).

[15].Lu, C.-Y.et al.,Experimental entanglement of six photons in graph states.Nature physics3, 91 (2007).

[16].Zhao, Z.et al.,Experimental demonstration of five-photon entanglement and open-destination teleportation.Nature430,54 (2004).

[17].Pan, J.-W., Daniell, M., Gasparoni, S., Weihs, G. & Zeilinger, A.Experimental demonstration of four-photon entanglement and high-fidelity teleportation.Physical Review Letters86,4435 (2001).

[18].Bouwmeester, D., Pan, J.-W., Daniell, M., Weinfurter, H. & Zeilinger, A.Observation of three-photon Greenberger-Horne-Zeilinger entanglement.Physical Review Letters82,1345 (1999).

[19].Bradley, C. E.et al.,A ten-qubit solid-state spin register with quantum memory up to one minute.Physical Review X9, 031045 (2019).

[20].Laflamme, R., Knill, E., Zurek, W., Catasti, P. & Mariappan, S.NMR Greenberger–Horne–Zeilinger states.Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences356,1941 (1998).

[21].Omran, A.et al.Generation and manipulation of Schr?dinger cat states in Rydberg atom arrays.Science365,570 (2019).

[22].Rauschenbeutel, A.et al.,Step-by-step engineered multiparticle entanglement.Science288, 2024 (2000).