什么样的比特打架厉害?
不可克隆性是量子力学基本原理之一,直接导致了量子比特(即量子信息)不能像经典比特一样被准确复制。爱因斯坦在1935年发现微观粒子之间存在着非定域的量子关联,即量子纠缠,后来发展成为量子信息的另一个关键资源。
量子不可克隆性使得量子信息不能被轻易复制窃听,保证了量子通信的原理安全性;量子纠缠使得量子信息可以“超越光速”影响其他量子系统,是量子力学最神奇的关联效应,也是量子计算及量子精密测量的资源和基础。
这两个量子特性被形象地称之为量子比特的“打架优势”。
以往研究表明,当量子态处于纯态时,不可克隆性和纠缠这两种量子特性是相互排斥的,一个存在时另一个就无法存在。但这种情形下它们无法充分应用在量子技术中。而理论上预言并制备两种量子特性共存的量子态对于量子信息技术有特别重要的现实意义,是众多量子信息物理专家追求的目标。
中科大科技与国家安全研究院协同创新中心“墨子沙龙”举办的“量子论剑”系列活动近日在合肥举行,来自国内外多个机构的100余位知名量子物理专家参加活动,中科大科研团队介绍了他们在量子不可克隆性和量子纠缠特性共存性问题上的实验突破。
据项目负责人、中科大青年科研人员印耀东教授介绍,该实验通过一种简单的物理过程,用处于混合态的一对超导比特实验验证了量子不可克隆性和纠缠的共存问题,从而为进一步研究量子信息“打架优势”,并应用于量子信息技术领域奠定了实验基础。