量子もつれ状態の自己検証、中国人科学者が初めて実現

中国科学技術大学への取材によると、同校の郭光燦院士が率いるチームの李伝鋒氏、陳耕氏らは測量設備の信頼性が低いことを条件とした実験で、未知の量子もつれ状態の忠実度の情報を取得し、世界で初めて量子もつれ状態の自己検証を実現した。研究成果はこのほど、国際的に権威ある学術誌「Physical Review Letters」に掲載された。科技日報が伝えた。

量子もつれは量子情報分野の重要資源だ。学術界では通常、量子状態クロマトグラフィーの方法により量子もつれ状態を測定する。これは病院のCTスキャンに似ている。量子状態クロマトグラフィーによりもつれ状態の形式を再構築し、もつれ状態の忠実度などの重要情報を取得する。ところが量子状態クロマトグラフィーは測量設備の正確性と信頼性に依存し、安全面の条件がある量子情報任務に使用できない。例えば量子通信の検査設備が盗聴者にコントロールされていれば、量子通信の機密が損なわれる恐れがある。この問題を解消するため、科学者らは「ベルの不等式の破れ」などの各種もつれ測定方法、検査設備の信頼性に依存しない量子もつれの自己検証を提案した。世界の学界はそのために多くの理論活動に取り組んできたが、関連する実験は空白のままだった。

李氏と陳氏らは巧妙な設計と実験により、2ビットと3ビットの量子もつれ状態の自己検証を実現した。異なる形式の量子もつれ状態を対象とし、測量設備の信頼性が低いことを条件とし、未知の量子状態の忠実度の情報を取得した。従来の量子状態クロマトグラフィーの結果と比較対照することで、自己検証の結果の信頼性を確認した。（編集YF）