首款高精度量子纠缠光学滤波器已经问世。

研发背景

量子纠缠是一种现象，其中两个或多个粒子相互关联，以至于一个粒子的状态会立即影响其他粒子的状态，无论它们之间相距多远。这种特性对于实现大规模并行计算、安全信息传输以及超越传统系统的传感器灵敏度至关重要。然而，量子纠缠非常脆弱，容易受到噪声或错误的影响，这限制了它们的实际应用。

滤波器特点

• 高精度：这款滤波器能够以超过99%的保真度恢复所需的纠缠态，有效隔离噪声并保留量子纠缠。

• 创新设计：滤波器基于激光写入的玻璃光通道（波导）排列而成，能像雕塑家去除多余材料一样，滤去所有不必要的成分，仅保留纯净的纠缠状态。

• 理论支撑：这项突破的核心在于一种名为反奇偶校验时间（APT）对称性的理论物理学概念的应用。与传统的光学系统不同，APT对称系统以精确且可控的方式接受损失，通过巧妙结合耗散与干涉能力，提供了一种独特的方法来控制光的行为。

实验验证

研究团队利用南加州大学实验室生成的单光子和纠缠光子对进行测试，结果显示，经过APT对称纠缠滤波器处理后，使用量子层析成像技术重建的输出状态证实了滤波器的高精度性能。

意义与影响

• 技术突破：这一成果标志着向实用化量子技术迈出了重要一步，为开发紧凑且高性能的纠缠系统打下了基础。

• 应用前景：这些系统可集成到量子光子电路中，从而支持更加可靠的量子计算架构和通信网络，有望在量子计算、量子通信等领域发挥重要作用。

• 国际关注：该研究成果在国际上引起了广泛关注，为量子技术的发展提供了新的思路和方向。