量子纠缠是量子信息领域的重要资源

记者从中国科学技术大学获悉，郭光灿院士团队李传峰、陈赓等人在测量设备不可信的情况下进行实验，得到了未知量子纠缠态的保真度信息，从而在国际上首次实现了量子纠缠态的自测。该研究成果近日发表在国际权威期刊《物理评论快报》上。

量子纠缠是量子信息领域的重要资源。在学术界，通常用量子态层析术来测量量子纠缠态，类似于医院的CT扫描。量子态层析可以重建纠缠态的形态，进而获得纠缠态保真度等重要信息。但是量子态层析成像依赖于测量设备的精度和可靠性，因此不能用于承担有安全要求的量子信息任务。比如量子通信的探测设备被窃听者控制，就会对量子通信的保密性造成威胁。为解决这一问题，科学家们提出了许多纠缠测量方法，如“违反贝尔不等式”，可以使量子纠缠自测不依赖于测试设备的可靠性。国际学术界做了大量的理论工作，但相关的实验还是空白。

李传峰、陈赓等人巧妙地设计并实验实现了二比特和三比特量子纠缠态的自测。针对不同形式的量子纠缠态，在测量设备不可信的情况下，获得未知量子态的保真度信息，并与传统的量子态色谱结果进行对比，确认自测结果的可靠性。

据悉，这是国际上首个具有“高可靠性、抗干扰”特性的纠缠态自测实验，为将自测应用于各种量子信息过程、推动量子通信和量子计算研究奠定了重要基础。

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