量子纠缠探测与大小估算研究新突破

近日，中国科学技术大学与其他机构的学者合作，成功通过观察传统的仅用于揭示纠缠是否存在的实验数据，来进行纠缠规模的估算。此项研究成果已发表在全球顶尖学刊《物理评论快报》上。

量子纠缠作为量子理论的基石，也是量子信息领域的宝贵资源。在实验过程中，有效的纠缠探测和衡量对实现众多关键信息任务，譬如如何高效地利用纠缠资源，至关重要。

所谓纠缠目击者，即在特定条件下，随时间变化的一倾变量，若其均值低于设定界限，便可揭示系统纠缠性的存在。因此，它常被用作检验和衡量纠缠性的主要工具。然而，长期以来，这类方法仅仅被用于检测纠缠的存在与否，其规模和程度尚缺乏有效的估计手段。

在本次研究中，研究团队构建了含义广泛的三类实验环境，并利用常规的纠缠目击者，为各类纠缠测量提供了估计的下限。换言之，研究团队成功地使探测纠缠的实验角色由初心的单一性，发展至能同时完成纠缠究竟有多大的评估。

他们还发现，在实验环境coded设备几乎可靠、design装置可靠以及无关设计装置可靠的情况下，纠缠目击者都可以进行适当规范化处理，证明了作为量子关联度量核心的可分辨度的确切性。

最后，研究团队展示了如何通过纠缠目击者的平均数值，计算各类纠缠度量的下限。而在多粒子系统中，他们也用归一化的纠缠目击者进行了纠缠深度的测量——即揭示粒子间纠缠合力的数量。在粒子数量不断增长的极限条件下，这种方式对某些特定系统给出了基于迹距离的纠缠度量的下限，其中包含了精确的纠缠规模信息。