量子計算吸引了許多科學(xué)家的注意，因為它在某些任務(wù)上的性能優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)計算機(jī)。對于量子計算機(jī)的實現(xiàn)來說，最重要的特征之一就是量子糾纏。這描述了多個量子粒子以復(fù)雜的方式相互連接的效果。如果一個糾纏粒子受到外部測量的影響，另一個糾纏粒子的狀態(tài)也會發(fā)生變化，無論它們之間的距離有多遠(yuǎn)。

許多科學(xué)家正在開發(fā)新技術(shù)來驗證量子系統(tǒng)中這一基本量子特征的存在。對于只包含幾個量子比特(量子信息的基本單位)的系統(tǒng)，已經(jīng)測試了有效的方法。然而，量子計算機(jī)的物理實現(xiàn)將涉及更大的量子系統(tǒng)。然而，對于傳統(tǒng)方法來說，在大規(guī)模系統(tǒng)中驗證糾纏是困難和耗時的，因為需要重復(fù)實驗。

在最近的理論方案的基礎(chǔ)上，來自維也納大學(xué)的實驗和理論物理學(xué)家團(tuán)隊，連同菲利普瓦爾特和鮑里斯奧赫達(dá)基？來自貝爾格萊德大學(xué)的AW領(lǐng)導(dǎo)和同事已經(jīng)成功地證明了糾纏驗證可以以意想不到的高效方式在短時間內(nèi)完成，因此這項任務(wù)也適用于大規(guī)模量子系統(tǒng)。

為了測試他們的新方法，他們實驗性地制造了一個由六個糾纏光子組成的量子系統(tǒng)。結(jié)果表明，只需幾個實驗就足以證實纏結(jié)的存在，置信度高達(dá)99.99%。

經(jīng)過驗證的方法可以用一種相當(dāng)簡單的方式來理解。在實驗室中創(chuàng)建量子系統(tǒng)后，科學(xué)家將仔細(xì)選擇特定的量子測量結(jié)果，然后將其應(yīng)用到系統(tǒng)中。這些測量的結(jié)果導(dǎo)致糾纏的確認(rèn)或拒絕。

該出版物的第一作者Valeria Saggio說：“這類似于向量子系統(tǒng)詢問一些正確和錯誤的問題，并寫下給出的答案。給出的答案越多，系統(tǒng)顯示糾纏的可能性就越高?！痹谧匀晃锢韺W(xué)中。令人驚訝的是，需要的問答數(shù)量非常少。與傳統(tǒng)方法相比，新技術(shù)被證明是更有效的。

此外，在某些情況下，所需的問題數(shù)量甚至與系統(tǒng)的大小無關(guān)，從而證實了新方法對未來量子實驗的強(qiáng)大影響。

雖然量子計算機(jī)的物理實現(xiàn)仍然面臨各種挑戰(zhàn)，但有效糾纏驗證等新進(jìn)展可以使這一領(lǐng)域向前發(fā)展，從而為量子技術(shù)的進(jìn)步做出貢獻(xiàn)。

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