我国科学家实现对任意噪声免疫的薛定谔猫态

我国科学家实现对任意噪声免疫的薛定谔猫态　可广泛应用于量子网络

　新华网合肥５月１０日电（记者徐海涛）中科院院士、中国科学技术大学教授潘建伟及同事陈宇翱、刘乃乐等人采用创新方式，实现了对任意噪声都具有高容错率的薛定谔猫态，向实现大尺度量子网络乃至宏观纠缠态迈出了重要一步。最新一期的国际权威学术期刊《自然·光子学》发表了该成果。

“薛定谔的猫”是著名物理学家、量子力学创始人之一埃尔温·薛定谔于１９３５年提出的一个假想实验，即在特殊的设定环境下，猫的生死状态取决于探测结果，而在未探测时处于“纠缠状态”。尽管这在宏观世界中只是一个假想实验，但物理学家们已经在微观世界成功制备出各种薛定谔猫态，并将其运用到对量子力学基本问题的检验，乃至量子精密测量、量子容错计算以及量子计算等任务中。

由于量子态与环境相互耦合会发生退相干现象，随着制备薛定谔猫态的粒子数目增多，纠缠品质会呈指数下降，这大大限制了薛定谔猫态在量子信息处理时的应用。近期，潘建伟研究小组提出一套可扩展的编码方式，用两个光子比特编码一个逻辑比特，制备出一个三逻辑比特的级联猫态。通过实验观察，级联猫态与普通猫态相比，在噪声影响下具有显著的优越性。

据介绍，由于其天然的高容错性，级联猫态可被广泛应用于大尺度的量子网络中，如三人密码协议、量子密钥共享等。同时，这种制备级联猫态的方法可扩展到任意比特数，甚至可能达到宏观级别，实现国际学界多年来的研究热点：宏观纠缠。