中科大：實現(xiàn)兩量子比特和四量子比特糾纏態(tài)的可伸縮量子態(tài)驗證！

量子信息是將信息編碼成量子態(tài)的場，利用這些狀態(tài)的“量子性”，科學(xué)家可以比經(jīng)典計算機進行更有效的計算和更安全的密碼學(xué)。由中國科學(xué)院中國科技大學(xué)(USTC)郭光燦教授領(lǐng)導(dǎo)的一個團隊，在實驗上實現(xiàn)了非自適應(yīng)局域測量對兩量子比特和四量子比特糾纏態(tài)的可伸縮量子態(tài)驗證，其研究成果發(fā)表在《物理評論快報》期刊上。將量子系統(tǒng)初始化為某種狀態(tài)是量子信息科學(xué)的一個重要方面。

雖然已經(jīng)開發(fā)了各種測量策略來表征系統(tǒng)初始化的程度，但對于給定的策略，通常在其效率和量子態(tài)的可訪問信息之間存在權(quán)衡。傳統(tǒng)的量子狀態(tài)層析成像可以表征未知狀態(tài)，同時需要非常昂貴的耗時后處理?，F(xiàn)在新的理論突破表明，量子態(tài)驗證提供了一種用明顯較少的樣本來量化預(yù)備態(tài)的技術(shù)，特別是對于多體糾纏態(tài)。在郭光燦教授領(lǐng)導(dǎo)的研究中，對于所有被測試的態(tài)，估計的不保真度與樣本數(shù)量成反比：

這說明了用少量樣本來表征量子態(tài)的能力，與需要非局部測量的全局最優(yōu)策略相比，實驗效率只差了一個小的常數(shù)因子(