多体量子导引新特征获验证有助多用户量子网络搭建

3月27日从中国科学技术大学获悉，该校郭光灿院士团队李传锋、许金时、孙凯等人对多体量子导引的关系结构进行了实验研究，首次观测到多体量子导引的非单配性共享关系，即其中一方的量子态可以被另外两方同时导引。这项研究成果日前发表在国际物理学期刊《物理评论快报》上。

在前期研究基础上，研究组进一步利用光子的偏振、路径和轨道角动量三个自由度，构建了三量子比特系统，制备了一系列的三体纠缠态，平均保真度达到96%。通过拓展量子导引的不确定关系判据，研究者研究了多体量子导引的非单配性共享关系。实验结果表明，在三体量子系统中，一方的量子态可以被另外两方同时导引，这种现象违背了传统的单配性关系，证实了多体量子导引的共享性质。研究组通过对处于W态（一类多体纠缠态）的三体系统进行了充分的分析，展示了不同的量子导引架构。利用所证实的多体量子导引非单配性的共享关系，研究者进一步实现了三体真纠缠的实验验证。与常规方法相对比，这种检测方法只需要更少的测量资源，展现了其高效性。

这项成果加深了对量子导引物理概念的理解，为基于量子导引单配性的信息协议提供了全面的分析视角，在多用户量子通信、量子网络的搭建、多体纠缠检测中都具有重要的应用前景。