谷研試劑-中國科大實現超抗噪聲“薛定諤貓”態

　　5月9日，中國科技大學發布重要科研成果，該校潘建偉院士率領的團隊日前實現超抗噪聲“薛定諤貓”態。這種神奇的“糾纏狀態”具有天然的高容錯性，能夠對任意噪聲免疫，可廣泛應用于量子密鑰共享、三人密碼協議等大尺度量子網絡中。
　　
　　“薛定諤貓”是物理學界的一個假想實驗，由量子力學創始人之一的奧地利物理學家薛定諤于1935年提出。試驗中，一只貓被關在一個裝有放射性原子的密閉性容器里。放射性原子可能衰變，也可能不衰變。如果衰變，就會觸發機關打碎裝有的瓶子，這時貓就會被毒死。如果沒有發生衰變，貓就能存活。根據日常經驗，容器里的貓要么是死的，要么是活的。但在量子世界，原子可處于衰變和沒有衰變的疊加狀態，那么貓理應也處于奇怪的死與活的疊加狀態。這只既死又活的貓，就是傳說中的“薛定諤貓”。
　　
　　盡管“薛定諤貓”態在宏觀世界并不存在，但在微觀世界中，科學家可以利用光子和原子等造出這樣的“糾纏狀態”，并應用到量子精密測量、容錯計算等領域。然而，由于量子“消相干效應”，量子態與環境相互作用產生的各種噪聲，可以使計算過程產生各種錯誤，這就大大限制了“薛定諤貓”態在量子計算等量子信息處理任務中的應用。原則上，人們可以利用量子糾錯編碼的方式來保護量子態，但這種方式會耗費大量量子資源。2012年，奧地利物理學家提出一種級聯貓態的概念，這種貓態具有對任意噪聲免疫的天然*性。
　　
　　在實驗中，潘建偉團隊用兩個光子比特編碼一個邏輯比特，成功制備出一個三邏輯比特的級聯貓態，并演示了編碼貓態在各種噪聲影響下所具有的顯著*性。
　　
　　成果發表在一期學術期刊《自然.光子學》上。潘建偉院士表示，這種制備方法可擴展到任意比特數，甚至可能達到宏觀級別，實現多年來的研究熱點——宏觀糾纏。