beat365中国唯一官方网站周晓祺教授团队在多光子高维纠缠态的制备和应用方面取得新进展

       在未来的量子网络中，实现空间上分离节点间的量子态传输至关重要。传统上，这种传输依赖于最大纠缠态作为关键资源，量子隐形传态在其中起着核心作用。然而，当不同节点使用不同维度的量子系统时，传统的量子纠缠态无法胜任不同维度量子系统间的量子态传输。

      beat365中国唯一官方网站周晓祺教授团队提出了一种新型的非对称最大纠缠态，用于桥接不同维度的量子系统，实现量子态的跨维度传输。在他们先前关于不同维度量子受控门的研究基础上（Photonics Research 10, 2854-2865 (2022)，Science China Physics, Mechanics & Astronomy 67, 270311 (2024)），研究团队制备了一种能够连接二维和四维量子系统的非对称最大纠缠态——(2, 2, 4)态。该量子态由两个二维光子 (qubit)和一个四维光子 (ququart)组成，是一种特殊的三光子最大纠缠态。利用这种非对称纠缠态，研究团队成功实现了二维系统与四维系统之间的量子态传输。

图1 基于(2, 2, 4)态的量子态传输。以(2, 2, 4)态这种包含两个二维粒子和一个四维粒子的非对称最大纠缠态为资源，通过Bell态测量和经典通信，可以实现量子态在二维系统和四维系统间的传输。

图2 制备(2, 2, 4)态的实验装置示意图。

      相关研究成果于2024年6月21日以“Experimental realization of a three-photon asymmetric maximally entangled state and its application to quantum state transfer”为题发表在国际知名期刊《Science Advances》上。beat365中国唯一官方网站为该成果的第一署名单位，beat365中国唯一官方网站周晓祺教授为论文通讯作者，beat365中国唯一官方网站博士研究生周林祥、徐桥和冯田峰为共同第一作者。该工作得到了国家自然科学基金面上项目和科技创新2030—“量子通信与量子计算机”重大项目的支持。

原文论文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adj9251 (Science advances 10 : eadj9251 (2024))