量子計算因其在某些任務(wù)上的性能勝過(guò)標準計算機的能力而備受眾多科學(xué)家的關(guān)注。對于量子計算機的實(shí)現，最重要的特征之一是量子糾纏。這描述了其中多個(gè)量子粒子以復雜方式互連的效果。如果一個(gè)糾纏粒子受到外部測量的影響，則另一個(gè)糾纏粒子的狀態(tài)也會(huì )發(fā)生變化，無(wú)論它們彼此相距多遠。

許多科學(xué)家正在開(kāi)發(fā)新技術(shù)，以驗證量子系統中此基本量子特征的存在。對于僅包含幾個(gè)量子位(量子信息的基本單位)的系統，已經(jīng)測試了有效的方法。然而，量子計算機的物理實(shí)現將涉及更大的量子系統。然而，對于傳統方法而言，驗證大型系統中的糾纏變得困難且耗時(shí)，因為需要進(jìn)行多次重復的實(shí)驗。

在最近的理論方案的基礎上，維也納大學(xué)的實(shí)驗和理論物理學(xué)家團隊以及由Philip Walther和Borivoje Daki?領(lǐng)導的ÖAW以及貝爾格萊德大學(xué)的同事成功地證明了糾纏驗證可以在出乎意料的高效方式并且在很短的時(shí)間內，因此使該任務(wù)也適用于大規模量子系統。

為了測試他們的新方法，他們實(shí)驗性地產(chǎn)生了一個(gè)由六個(gè)糾纏光子組成的量子系統。結果表明，只有極少數實(shí)驗足以確定纏結的存在，并具有極高的置信度，高達99.99%。

經(jīng)驗證的方法可以以相當簡(jiǎn)單的方式理解。在實(shí)驗室中生成量子系統后，科學(xué)家們會(huì )仔細選擇特定的量子測量結果，然后將其應用于系統。這些測量的結果導致確認或拒絕糾纏的存在。

該出版物的第一作者瓦萊里亞·薩焦(Valeria Saggio)說(shuō)：“這在某種程度上類(lèi)似于向量子系統提出某些是非問(wèn)題并記下給出的答案。給出的答案越多，該系統表現出糾纏的可能性就越高。”在自然物理學(xué)。令人驚訝的是，所需的問(wèn)題和答案的數量非常少。與傳統方法相比，新技術(shù)被證明效率更高。

此外，在某些情況下，所需的問(wèn)題數甚至與系統的大小無(wú)關(guān)，從而確認了新方法對未來(lái)量子實(shí)驗的強大作用。

盡管量子計算機的物理實(shí)現仍面臨各種挑戰，但有效的糾纏驗證等新進(jìn)展可以使該領(lǐng)域向前邁進(jìn)，從而為量子技術(shù)的進(jìn)步做出了貢獻。