研究人员先利用第一个量子存储器产生一对光子和原子之间的纠缠态并将量子态存储下来

根据消息显示，图态是一类重要的多体纠缠态，因其广泛的应用前景而不断受到研究人员的关注，其中就包括测试量子力学基本概念，量子计算，量子密码学和量子计量学等。

之前的实验制备图态，特别是线性光学系统中的Greenberger—Horne—Zeilinger 态，其制备效率随系统规模呈现指数衰减定律，这限制了其在大规模量子网络中的应用为了克服非局域图态制备的可扩展性问题，段路明教授等人提出了一套高效制备图态的理论方案，制备效率随系统规模呈现多项式衰减

可是由于实验技术方面存在的困难，该方案此前未能实现。“高比能量三元锂电池仍是高端电动汽车的首选，这是双方的优势和特色所在，中国的锂电池企业一定要有国际化的合作伙伴。

最近几天，清华大学交叉信息研究院段路明研究组在量子信息领域取得重要进展，首次在实验上利用量子存储器实现高效制备非局域图态，展示了量子存储器在大规模分布式系统中进行量子信息处理和量子测量的应用前景。

实验方案示意图

实验过程中，研究人员通过将超低温的铷原子气体囚禁在光晶格中，并利用原子基态能级当中一对钟态能级跃迁，成功将冷原子量子存储器的相干时间提升至数十毫秒量级研究人员先利用第一个量子存储器产生一对光子和原子之间的纠缠态并将量子态存储下来，然后再利用第二个量子存储器产生第二对光子和原子之间的纠缠态，最后同时读取两个量子存储器内部的量子态并将他们投影到目标的四光子GHZ态上

研究结果表明，通过这种方式产生的四光子GHZ态，其制备效率线性正比于单个EPR纠缠对制备效率，与没有使用量子存储方案所导致的制备效率正比于单个EPR纠缠对制备效率二次方关系相比，改变了制备效率在规模化上的复杂度当未来需要连接N对纠缠对时，其制备效率将从指数衰减量级上升到多项式级别，展示了量子存储方案在制备大规模图态的优越性

除此之外，研究人员还进一步利用制备的四光子GHZ态验证了MABK不等式，并演示了量子密码学当中的量子秘钥分发协议此项工作实现了一个高效制备大规模图态的原型，从而为其在量子信息科学和量子计量中的各种应用迈出了重要的一步

四光子GHZ态制备效率提升

该成果的研究论文《量子存储器增强的非局域图态制备》于最近几天在国际学术期刊《物理评论快报》上发表。欧阳明高认为，通过此次合作，有望让能量密度300Wh/kg以上的三元锂电池大规模应用成为现实。”。

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