记者6月27日从中科大获悉,该校郭光灿院士团队提出基于时间复用的新型量子行走方案,建成了50步的光学量子行走实验系统,并基于该系统首次直接测量具有手征对称性的量子行走中的体拓扑不变量。该成果6月26日发表在国际著名学术期刊《物理评论快报》上。

  量子行走是量子信息领域的重要研究方向,理论上已经证明基于该模型可以实现普适的量子计算。尽管目前已有多种实现量子行走的物理系统,但如何提高其行走规模一直是个重大难题。

  郭光灿院士团队李传锋研究组通过多年尝试,成功建成可以进行大规模量子行走的量子光学实验系统。该系统基于时间复用的共线干涉框架,使用共线切割的双折射晶体实现自旋-轨道耦合,避免了额外的光子损耗。这种新型的设计使得该系统非常稳定,特别适合实现基于光子的大规模量子行走。李传锋研究组以0.945的高保真度演示了基于可预报单光子的50步的量子行走,并通过巧妙设计,成功实现对光学量子行走系统末态波函数的完整重构,首次在量子行走中直接测量拓扑不变量。该光学量子行走实验平台对于进一步研究拓扑物态具有重要应用价值。

  审稿人高度评价这一成果,认为该工作中用于实现大规模量子行走的实验装置很新颖,相信可以在将来研究量子行走现象中发挥作用。

  (责任编辑:王健)