（圖片來源：MPQ）

在量子計算機中，利用量子糾纏來集成大規(guī)模物理量子比特糾纏態(tài)進行計算，是發(fā)揮量子計算優(yōu)勢的重要突破方向之一。需要指出的是，量子糾纏很難制備，難以維護和操縱。多年來，科學(xué)家們?yōu)閷崿F(xiàn)量子糾纏花費了大量時間和精力，但實現(xiàn)量子糾纏在技術(shù)上仍是概率性的，可擴展性嚴(yán)重被限制。

最近，德國馬克斯·普朗克量子光學(xué)研究所（MPQ）的物理學(xué)家在該領(lǐng)域取得了重磅成果：他們提出了一種新的可擴展可編程糾纏光子源方法，并在光學(xué)諧振器中產(chǎn)生了多達14個糾纏光子，成為迄今為止最大的光學(xué)光子糾纏態(tài)。

目前，該研究論文“Efficient generation of entangled multiphoton graph states from a single atom”（單原子多光子糾纏圖態(tài)的有效生成）已發(fā)表于國際頂級期刊《Nature》。

他們將銣原子置于光學(xué)諧振器中，通過一定頻率的激光對單原子態(tài)進行精確操控。原子被特定頻率的激光擊中后具有給定的特性，再向它發(fā)射一個控制脈沖，這導(dǎo)致原子發(fā)射出一個與原子糾纏的光子，重復(fù)這個過程——原子在每個發(fā)射光子之間旋轉(zhuǎn)，最終產(chǎn)生一整條相互糾纏的光子鏈。

目前，該研究人員已有效地生成和檢測到多達14個光子的最大糾纏態(tài)（格林伯格-霍恩-齊林格態(tài)）和多達12個光子的線性簇態(tài)，保真度下界分別為76.6%、56.4%。研究人員還指出，該方法比現(xiàn)有技術(shù)效率更高，他們在光子測量速率上快了幾個數(shù)量級。

MPQ博士生、論文合著者Philip Thomas表示：“光子，光的粒子，特別適合作為量子比特的載體以及產(chǎn)生大量量子糾纏。因為，從本質(zhì)上來說，光子的退相干性幾乎可以忽略不計，所以它們更抗干擾且易于操控。”

同時，該研究人員表示，他們在單個原子高效生成多光子糾纏領(lǐng)域的工作，將為光量子計算和量子通信開辟一條新的道路。

參考鏈接：

https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=61345.php

https://www.nature.com/articles/s41586-022-04987-5

https://www.photonics.com/Articles/Fourteen_Entangled_Photons_Expel_a_Quantum/a68319

編譯：A編輯：慕一