据了解,发展实用化的量子计算必然依赖于对多个量子态的相干操纵。一个形象的比喻是,一个多粒子纠缠的实验平台如同驾驭量子计算的航空母舰,倚籍于这个载体才有可能施展拳脚,研究各种量子计算的方案。薛定谔猫态是量子世界里最奇妙的现象之一,不仅奠定了量子力学的理论基础,而且集中体现了多粒子操纵的核心技术。因此,实现多粒子的薛定谔猫态的研究一直是国际上一个竞争非常激烈的领域。
在中科院、科技部和基金委的长期支持下,从2002年在中国科大建立实验室开始,潘建伟小组就一直牢牢盯住这个战略性的重要课题。2004年,潘建伟小组在国际上首次成功实现对五光子纠缠的操纵,论文发表在《自然》杂志上,被欧洲物理学会和美国物理学会同时评为“国际年度物理学重大进展”。2007年,潘建伟小组又率先突破六光子纠缠。论文发表在《自然·物理学》上,为同年发表在该期刊上被引用最多的两篇研究论文之一。
对八光子的操纵就自然地成为量子信息领域的下一个重大目标。这项技术需要控制四对独立的纠缠源,符合计数的亮度极低,并且有多种噪声来源。这是极具挑战的一个课题。通过四年多的潜心研究,潘建伟团队对多光子操纵技术进行了进一步革新,制备了世界上亮度和纯度最佳的脉冲纠缠光子源。在此基础上,通过优化每个细节,发展低噪声八光子干涉仪。
该项成就于2月12日发表在英国《自然》杂志的子刊《自然·光子学》上。