量子科技中心_量科网

大规模量子计算机具备有效解决经典计算机难以应对的实际问题的能力。构建此类量子计算机的主要挑战在于实现远程量子比特与纠缠态的可扩展模块化方案。通过将小型专用组件组装成更大规模的架构，这种模块化方法能有效降低系统复杂性与不确定性。此类分布式架构需要实现远程量子比特间的非局域量子门操作，而实现该操作的核心方法——量子门隐形传态——仅需局域操作、经典通信和共享纠缠资源即可完成。但迄今为止，基于光子芯片的量子门隐形传态始终未能实现。 本研究通过可扩展的硅基芯片平台、高保真度局域量子逻辑门、线性光学元件、后选择纠缠态以及光子量子比特符合测量，首次实验演示了芯片上可控非门（CNOT）的量子隐形传态。具体突破包括：1）测得芯片尺度隐形传态CNOT门的平均真值表保真度达93.1±0.3%；2）在不同输入偏振态下，该隐形传态芯片CNOT门平均量子态保真度为87.0±2.2%；3）利用该非局域CNOT门成功制备四种贝尔态的远程纠缠，平均量子态保真度86.2±0.8%；4）完整表征显示隐形传态芯片CNOT门的量子过程保真度为83.1±2.0%，非局域CNOT门平均保真度达86.5±2.2%。这项基于光子芯片的隐形传态量子逻辑门技术，可进一步扩展至多量子比特和芯片尺度模块，为容错分布式大规模量子计算奠定基础。