撰稿：由课题组供稿
量子导引是介于量子态的纠缠不可分性和贝尔非局域性之间的一类特殊的量子非局域特性，描述了作用在纠缠粒子对中一个粒子上的局域测量能够非局域地影响另一个粒子状态的能力。量子导引具有天然的不对称性，被认为是单方设备无关量子信息处理的必要资源，近年来引起了科学家对其理论和实验的广泛关注。
相比二维系统，研究表明高维量子系统具有更高的信道容量、更强的抗噪性和更高的安全性等优势。对于高维量子系统而言，精确量化纠缠的有效维度是非常重要的。同时，量子导引的关联特性比量子纠缠更强，对噪声环境更加敏感。由于目前量子导引有效维度判定理论的限制，实验上仅允许使用两组测量设置对量子系统进行测量，在噪声环境下，这种方法不能准确判定量子系统的有效导引维度。因此，发展更稳定和准确的量子导引维度判定方法对于单方设备无关的量子信息处理具有重要意义。
西安交通大学张沛教授研究组开展了基于多测量设置的真正高维量子导引的稳定认证方法的研究，提出了一种高鲁棒性和高准确性的量子导引维度判定方法。研究工作主要通过额外的测量设置对较低维的量子导引态集合施加限制，发展了一种更强的基于多测量设置的真正高维量子导引判据理论。理论分析表明，相比两测量设置判据，目前的多测量设置判据可以在图(c)所示的灰色区域内揭示更高的有效导引维度。同时，该工作在实验上利用双光子高维轨道角动量量子纠缠态，对理论加以验证。结果表明，此方法在噪声环境下的准确性和鲁棒性均优于现有的其他方法。该研究为在单方设备无关的量子信息处理中，对共享量子态的维度进行可靠而准确的判定提供了有效途径。
图1：(a) 真正高维导引结构；(b) 双光子高维导引实验；(c) 理论结果
西安交通大学物理学院博士生瞿睿为该论文的第一作者，张沛教授为该论文的通讯作者。该研究工作得到了国家自然科学基金、中央高校基本科研业务费专项资金等资助。
免责声明：本文旨在传递更多科研资讯及分享，所有其他媒、网来源均注明出处，如涉及版权问题，请作者第一时间后台联系，我们将协调进行处理，所有来稿文责自负，两江仅作分享平台。转载请注明出处，如原创内容转载需授权，请联系下方微信号。
