中国移动突破高维量子纠缠制备瓶颈，硅光芯片刷新规模纪录

【区角快讯】在量子科技从实验室走向产业化的关键节点，底层硬件的突破往往比算法更令人振奋。日前，中国移动研究院正式对外披露，其科研团队在高维量子技术领域取得实质性进展，成功在硅光量子芯片上制备出高维多体纠缠态。这一成果不仅刷新了该领域的规模纪录，更在理论完善与规模化制备瓶颈突破上迈出了关键一步，相关论文已刊登于国际顶级光学期刊《Light: Science & Applications》及Nature子刊。

众所周知，量子纠缠是量子通信与计算的核心资源。传统研究多局限于二维系统，即仅包含0和1两种状态的“量子比特”。相比之下，高维量子信息单元——如拥有0至3四种状态的四维单元——能承载更丰富的信息量。这种高维特性赋予了系统在信息容量、抗噪声干扰方面的显著优势，同时有望简化部分量子计算线路，提升整体运算效率。然而，长期以来，理论体系的不完备与制备难度的高昂，始终制约着高维量子纠缠的大规模应用。

此次，中国移动团队首次提出了适用于不同数量及维度量子信息单元的高维W纠缠态普适定义，为构建更大规模的纠缠态奠定了坚实的理论基石。基于此，团队设计了一套可扩展的制备方案，巧妙利用单光子的高维特性与量子延迟测量理论，让单个光子承载多个量子信息单元。这种策略在维持量子纠缠特性的同时，大幅降低了系统扩展的技术门槛。

为验证该方案的可行性，研究人员在一块尺寸仅为16毫米长、1.5毫米宽的可编程硅光量子芯片上展开实验。实验中，一个光子携带两个量子信息单元，另一光子携带第三个，三者均具备四种基本状态，共同构成“三体四维”量子系统。最终数据显示，团队成功制备出三体四维GHZ纠缠态与W纠缠态，保真度分别高达93.2%和90.1%，一举创下高维多体纠缠态规模的新纪录。这标志着我国在集成化量子光源制备领域取得了又一重要突破。