記者從中國科大獲悉，該校郭光燦院士團隊李傳鋒、黃運鋒研究組與同行合作，在線性光學(xué)系統(tǒng)中實驗驗證了糾纏態(tài)的相干性對橫向噪聲的適應(yīng)性，并進一步驗證在橫向噪聲中糾纏態(tài)探針的量子測量精度仍可超越標(biāo)準(zhǔn)量子極限。研究成果日前發(fā)表在國際權(quán)威物理學(xué)期刊《物理評論快報》上。

量子信息技術(shù)通過對量子態(tài)的操控實現(xiàn)信息的安全傳輸和存儲、高效獲取和運算等，然而量子系統(tǒng)不可避免地會與環(huán)境相互作用而引入噪聲，導(dǎo)致量子態(tài)非常脆弱。如何抵抗噪聲是目前可擴展量子信息技術(shù)的核心問題之一。主動反饋和量子糾錯是很有前景的方案，但是過多的資源消耗使它們目前還難以實現(xiàn)。還有一種高效且方便的途徑是被動噪聲控制，它可以通過巧妙地利用量子態(tài)對特定噪聲的適應(yīng)性來實現(xiàn)。

科研人員采用高效可控的線性光學(xué)系統(tǒng)研究了糾纏態(tài)的量子相干性和精密測量對橫向噪聲的適應(yīng)性。研究組首先驗證了四光子GHZ糾纏態(tài)在橫向噪聲下相干性的凍結(jié)現(xiàn)象，同時還觀測到GHZ糾纏態(tài)在噪聲中演化時量子Fisher信息量也保持不變，這意味著將其應(yīng)用于參數(shù)估計時測量精度將不會隨噪聲增加而衰減。研究組進一步將噪聲與信號同時作用在探針上，結(jié)果顯示，即使噪聲強度與信號相同，實驗中制備出的多光子GHZ糾纏態(tài)探針在光子數(shù)達到6時，仍可超越標(biāo)準(zhǔn)量子極限，展示了噪聲適應(yīng)的量子精密測量方案的優(yōu)越性。

該成果展示了被動噪聲控制的可行性，在抗噪聲量子精密測量的研究中邁出重要一步，有助于設(shè)計出更高效的抗噪聲方案。