【產(chǎn)通社，8月4日訊】中國科學技術大學（University of Science and Technology of China, USTC）官網(wǎng)消息，郭光燦院士團隊在量子互聯(lián)領域取得重要進展。該團隊任希鋒教授研究組首次成功實現(xiàn)了兩個光量子集成芯片之間的量子受控非門（CNOT門）隱形傳輸。該成果于7月8日發(fā)表在物理學知名期刊《物理評論快報》上。

構建大規(guī)模量子網(wǎng)絡的關鍵在于實現(xiàn)高集成度、可擴展的量子節(jié)點，以及節(jié)點間高保真度的量子互聯(lián)。光量子集成芯片是實現(xiàn)此網(wǎng)絡極具前景的平臺。在此網(wǎng)絡中，不同節(jié)點量子比特間的量子門操作至關重要，而最具挑戰(zhàn)性的便是實現(xiàn)高保真的CNOT門隱形傳輸以糾纏遠程量子比特，這是分布式量子計算的核心步驟。其實現(xiàn)過程極為復雜：需在兩個量子節(jié)點間共享糾纏光子對，并在每個節(jié)點內執(zhí)行高精度、復雜的片上線性光學量子操作，對器件性能要求極高。

為解決這一難題，研究團隊基于硅基光子芯片制備了量子糾纏光源，并通過單模光纖將其中一個光子傳輸至另一芯片。尤為關鍵的是，團隊采用了高維量子編碼技術，顯著簡化了單個節(jié)點內部所需的線性光學量子操作，從而確保了片間CNOT門隱形傳輸?shù)某晒崿F(xiàn)。

研究團隊利用量子態(tài)層析和量子過程層析技術，對所實現(xiàn)的片間隱形傳輸邏輯門性能進行了嚴格驗證：在5米光纖互聯(lián)距離下，門控態(tài)保真度高達95.69%，邏輯門過程保真度為94.81%；將互聯(lián)光纖拓展至1公里后，門控態(tài)保真度仍高達94.07%，邏輯門過程保真度為93.04%。

這項成果標志著在光量子集成芯片間實現(xiàn)核心量子邏輯操作方面取得了重大突破。即使在公里級距離上，CNOT門的隱形傳輸仍能保持極高的保真度，為構建基于光量子集成芯片的大規(guī)模量子網(wǎng)絡和實現(xiàn)分布式量子計算等量子信息處理任務奠定了堅實的技術基礎。

文章第一作者為量子網(wǎng)絡安徽省重點實驗室馮蘭天副研究員，通訊作者為任希鋒教授。浙江大學戴道鋅教授、張明副教授、硅臻芯片丁禹陽博士參與了該工作。該研究工作得到了科技部、國家自然科學基金委、安徽省及中國科學技術大學的大力支持。查詢進一步信息，請訪問官方網(wǎng)站http://news.ustc.edu.cn，以及https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/d53g-v8q6。（Robin Zhang，產(chǎn)通數(shù)造）    （完）