首款高精度量子纠缠光学滤波器问世

量子滤波器的突破有助开发更可靠的量子技术。　图片来源：美国每日科技网

    美国南加州大学团队在最新一期 《科学》 杂志上发表研究，介绍了他们开发的首个能隔离噪声并保留量子纠缠的光学滤波器。

    量子纠缠是一种现象，其中两个或多个粒子相互关联，以至于一个粒子的状态会立即影响其他粒子的状态，无论它们之间相距多远。这种特性对于实现大规模并行计算、安全信息传输以及超越传统系统的传感器灵敏度至关重要。然而，量子纠缠非常脆弱，容易受到噪声或错误的影响，这限制了它们的实际应用。

    此次，研究团队创造了一种新型光学滤波器。这种滤波器基于激光写入的玻璃光通道 （波导） 排列而成，能像雕塑家去除多余材料一样，滤去所有不必要的成分，仅保留纯净的纠缠状态。不论入射光如何被降解或混合，该设备都能有效去除不需要的部分，只留下关键的量子相关性。

    这项突破的核心在于一种名为反奇偶校验时间（APT） 对称性的理论物理学概念的应用。

    团队将APT对称性嵌入到专门设计的光波导网络中，创建了一个结构，它自然地过滤掉噪声，并引导系统进入稳定的纠缠状态。实验利用南加州大学实验室生成的单光子和纠缠光子对进行测试，结果显示，经过APT对称纠缠滤波器处理后，使用量子层析成像技术重建的输出状态证实了滤波器能以超过99%的保真度恢复所需的纠缠态。

    这一成果标志着向实用化量子技术迈出了重要一步。

    来源：科技日报