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原標題：【科技前沿】我科學(xué)家在量子糾纏研究中取得重要進(jìn)展

日前，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)郁司夏、孫亮亮、周祥與安徽大學(xué)許振朋以及瑞典隆德大學(xué)研究人員合作，發(fā)現原本只是探測糾纏有無(wú)的實(shí)驗數據可以用來(lái)估計糾纏大小。團隊利用常用糾纏目擊者的平均值，在三類(lèi)常見(jiàn)的實(shí)驗條件下，給出幾乎所有常用糾纏度量下限的估計，將探測糾纏的實(shí)驗零代價(jià)地提升成為估計糾纏大小的實(shí)驗。相關(guān)成果近日發(fā)表于《物理評論快報》。

量子糾纏是量子理論的基礎概念和量子信息中的核心資源，量子糾纏研究的兩大基本任務(wù)是糾纏的檢測和度量。在實(shí)驗中，有效的探測和估計糾纏大小是完成多種信息任務(wù)的先決條件，特別是糾纏的大小估計，決定了糾纏這一珍貴資源的使用效能。

糾纏目擊者簡(jiǎn)言之就是一個(gè)可觀(guān)測量，當其平均值小于某個(gè)閾值時(shí)，就可以確定系統糾纏的存在，而任何給定糾纏態(tài)都可以被某個(gè)恰當的糾纏目擊者所探測到。糾纏目擊者以其要求簡(jiǎn)單且探測能力強，成為實(shí)驗上探測糾纏的首選工具，被應用于多種實(shí)驗情形下，如器件可信、測量裝置不可信和實(shí)驗裝置完全不可信的實(shí)驗條件下。但迄今為止，所有的糾纏目擊者通常只是用來(lái)探測糾纏的有無(wú)，在糾纏的大小估計方面保持沉默。

研究團隊發(fā)現，糾纏目擊者可以被適當地歸一化成一種距離，這種距離能刻畫(huà)在同樣的測量下，給定量子態(tài)所產(chǎn)生的實(shí)驗數據和可分態(tài)所產(chǎn)生的實(shí)驗數據之間的可區分度，而這可區分度居于量化糾纏的核心，可以和各種常見(jiàn)的糾纏度量聯(lián)系起來(lái)。在器件完全可信條件下，歸一化的糾纏目擊者刻畫(huà)了給定狀態(tài)和可分態(tài)的最佳可區分度，而在實(shí)驗裝置完全不可信的條件下，歸一化的糾纏目擊者刻畫(huà)了給定狀態(tài)產(chǎn)生的量子關(guān)聯(lián)與可分態(tài)所產(chǎn)生局域關(guān)聯(lián)的最佳可區分度。在測量裝置不可信的實(shí)驗條件下，糾纏目擊者也可類(lèi)似的歸一化。

最終，無(wú)論實(shí)驗采用何種實(shí)驗條件下的糾纏目擊者，只要能探測到糾纏，實(shí)驗者就能夠根據糾纏目擊者的平均值計算出各種糾纏度量的下界，糾纏目擊者不再沉默。對于多體系統，歸一化的糾纏目擊者也可用于估計糾纏深度，即系統至少有多少個(gè)粒子是糾纏在一起的。在粒子數趨近無(wú)窮的漸進(jìn)條件下，該方法對某些系統給出基于跡距離的糾纏度量的下界是嚴格的，即給出準確的糾纏大小。

審稿人對該團隊提出的方法給予了高度評價(jià)，認為其“以全面的方式解決了一個(gè)重要的問(wèn)題，使得糾纏實(shí)驗觸及眾多糾纏度量?！?/p>

(責編：孫紅麗、李楠樺)