新纪录诞生，中国科学家在超导电路上实现了10量子比特的纠缠

年度订阅用户可加入科技英语学习社区，每周科技英语直播讲堂，详情查看“阅读原文”

中国科学技术大学潘建伟院士及其同事朱晓波等，联合浙江大学王浩华教授研究组在最近一期《物理评论快报》（Physical Review Letters）上发表了一篇论文，描述了他们的重大研究成果：用超导电路实现了 10 量子比特的量子纠缠，突破了之前 9 量子比特的记录。这是目前世界上固态系统中最大的多重量子比特纠缠状态，在通往大规模量子计算的路上迈出了重要的一步。

在提高量子比特纠缠数量上，最大的问题在于如何克服量子退相干效应。一种方式就是使用超导电路，利用其超低温的特性来提高量子比特之间的相干时间。

图 | 在这张“假彩色”电路图中，我们可以看到由中央总线谐振器 B（灰色）互联的 10 个超导量子比特（星形）

在此项实验中，研究人员使用了由微小铝片制成的量子比特，它们围绕着一个中央总线谐振器进行了互联。对于此系统来说，中央总线是个至关重要的部分，因为它控制着每个量子比特之间的互动，而这种互动则是纠缠状态的来源。

研究人员在实验中显示，该总线可以在任意两个量子比特之间产生纠缠，或者产生多对纠缠的量子比特，或者产生 10 个量子比特的纠缠。与之前的一些系统不同的是，该系统并不需要任何量子逻辑门，或者对电路进行改变。这 10 个量子比特只需要同时进行一次量子比特与中央总线之间的互动，就可以实现纠缠。

为了测量量子比特之间纠缠的质量，研究人员们使用了量子层析成像来判断测量该系统每个可能的状态的概率。虽然有数千个可能的状态，但所得的概率分布以 67% 的准确率给出了正确的状态。这种结果远超正常多方纠缠的阈值（一般是 50%）。

研究人员下一步的计划是开发一款量子模拟器，用来模拟小分子等量子系统的行为，从而更高效地分析出这些量子系统与传统计算机的区别。

-End-

编辑：陈翔宇     校审：黄珊

参考：

https://phys.org/news/2017-11-physicists-qubit-entanglement.html