北京大学与山西大学联合研究团队近日成功实现全球首例基于集成光量子芯片的连续变量簇态量子纠缠。这一突破性进展为光量子芯片的大规模扩展及其在量子计算、量子网络和量子信息等领域的应用奠定了重要基础。相关研究成果日前在国际学术期刊《自然》杂志上发表。

集成光量子芯片是一种能够在微纳尺度上编码、处理、传输和存储光量子信息的先进平台。如何在芯片上实现多比特量子纠缠态，一直是困扰全球量子科研人员的难题。

在北京大学教授王剑威、龚旗煌和山西大学教授苏晓龙等科学家的带领下，研究团队经过多年潜心攻关，创新性地发展了超低损耗的连续变量光量子芯片调控技术和多色相干泵浦与探测技术，实现了确定性、可重构的纠缠簇态制备，并对簇态纠缠结构进行严格的实验验证。

《自然》杂志审稿人评价，这项工作首次在光量子芯片上实现多比特的连续变量量子纠缠，是可扩展光量子信息处理的重要里程碑。

“量子纠缠簇态作为量子信息科学的核心资源，其大规模制备一直是国际科学界竞相攻克的重点方向。”王剑威介绍，传统离散变量光量子芯片的纠缠制备成功率随比特数增加呈指数下降，而中国科学家研发的连续变量光量子芯片成功解决了这一世界性难题，实现了量子纠缠簇态的确定性产生。

“该成果标志着我国在集成光量子芯片技术领域取得重要突破。”龚旗煌表示，这一原创成果填补了连续变量光量子芯片领域的关键技术空白，还为大规模量子纠缠态的制备与操控提供了全新的技术路径，为量子计算和量子网络的实用化发展提供了关键技术支撑。