快科技9月15日消息，日前，中國移動研究院宣佈，在高維量子技術領域取得新突破。

研究團隊成功在硅光量子芯片上製備高維多體糾纏態，創下該領域規模新紀錄，同時進一步完善高維量子糾纏態理論，並突破規模化製備瓶頸。

相關研究成果已發表於Nature子刊、國際頂級光學期刊《Light: Science & Applications》。

據了解，量子糾纏態是量子通信、量子計算等技術的重要基礎資源。

傳統量子信息研究主要圍繞二維量子系統展開，也就是常見的「量子比特」，只有0和1兩種基本狀態。

而高維量子信息單元可以擁有更多狀態，例如四維量子信息單元擁有0、1、2、3四種狀態，因此能夠承載更多信息。

相比傳統二維量子糾纏，高維量子糾纏在信息容量、抗噪聲能力等方面具有明顯優勢，同時還能降低部分量子計算線路的複雜度，提高計算效率。

不過，高維量子糾纏長期面臨理論體系不夠完善、規模化製備難度高等問題。

此次，中國移動研究團隊首次提出高維W糾纏態的普適定義，可適用於不同數量和不同維度的量子信息單元，為構建更大規模高維糾纏態提供理論基礎。

在此基礎上，團隊還提出了一套可擴展的高維量子糾纏態製備方案。

該方案利用單光子的高維特性和量子延遲測量理論，通過一個光子承載多個量子信息單元，在保證量子糾纏特性的同時，降低系統規模擴展難度。

為了驗證方案，研究團隊在一塊長16毫米、寬1.5毫米的可編程硅光量子芯片上進行了實驗。

實驗中，一個光子承載兩個量子信息單元，另一個光子承載第三個信息單元，三個信息單元均擁有四種基本狀態，組成「三體四維」量子系統。

最終，團隊成功製備三體四維GHZ糾纏態和W糾纏態，保真度分別達到93.2%和90.1%，創下高維多體糾纏態規模新紀錄。