新方法使纠缠实验触及众多纠缠度量

记者25日从中国科学技术大学获悉，该校郁司夏、孙亮亮、周祥与其他科研人员合作，发现原本只是探测纠缠有无的实验数据可以用来估计纠缠大小，将探测纠缠的实验零代价地提升成为估计纠缠的实验。相关成果日前在线发表于国际学术期刊《物理评论快报》上。

量子纠缠是量子理论的基础概念和量子信息中的核心资源，量子纠缠研究的两大基本任务是纠缠的检测和度量。有效的探测和估计纠缠是完成多种信息任务的先决条件，特别是纠缠的大小估计，决定了纠缠这一珍贵资源的使用。

纠缠目击者，简言之就是一个可观测量，当其平均值小于某个阈值时，就可以确定系统纠缠的存在，而任何给定纠缠态都可以被某个恰当的纠缠目击者所探测到。令人遗憾的是，迄今为止，所有的纠缠目击者通常只是用来探测纠缠的有无，在纠缠的大小估计方面“保持沉默”。

研究团队的关键发现是纠缠目击者可以被适当地归一化成一种距离，这种距离能刻画在同样的测量下，给定量子态所产生的实验数据和可分态所产生的实验数据之间的可区分度，这种可区分度居于量化纠缠的核心，可以和各种常见的纠缠度量联系起来。

研究团队利用常用纠缠目击者的平均值，在三类常见的实验条件下，即器件完全可信、测量装置不可信、实验装置完全不可信，，给出几乎所有常用纠缠度量下限的估计，将探测纠缠的实验零代价地提升成为估计纠缠的实验。

最终，无论实验采用何种实验条件下的纠缠目击者，只要能探测到纠缠，实验者就能够根据纠缠目击者的平均值计算出各种纠缠度量的下界，纠缠目击者“不再沉默”。

审稿人对该团队提出的方法给予了高度评价，认为其“以全面的方式解决了一个重要的问题，使得纠缠实验触及到了众多纠缠度量”。