马克斯普朗克量子光学研究所(MPQ)的物理学家已经成功地以明确的方式有效纠缠了十几个光子。因此，他们正在为新型量子计算机的开发奠定基础。该研究已发表在近期的《自然》杂志上。

量子世界的现象，如果从我们日常世界的角度来看，往往看起来会很奇怪，但科学家早已找到了进入该技术领域的途径。例如，纠缠：是粒子间的一种量子物理连接，纠缠能以一种奇怪的方式在任意长的距离上连接粒子。纠缠原理可以用于量子计算机，然而为了有利地使用量子计算机，大量的纠缠粒子必须协同工作。

马克斯普朗克量子光学研究所的博士生Philip Thomas说：“光子是光的粒子，它特别适合做到这一点，因为它们本质上很坚固并且易于操作”。现在，Thomas与Gerhard Rempe教授领导的量子动力学部门的同事一起，成功地朝着使光子可用于量子计算等技术应用迈出了重要一步：该团队世界首次成功实现纠缠多达14个光子，他们的方法有明确性，且效率非常高。

Thomas说：“这个实验的诀窍是我们使用单个原子发射光子并以非常特定的方式将它们交织在一起”。为了做到这一点，MPQ的研究人员将一个铷原子放置在一个光学腔的中心。通过使用一定频率的激光，他们可以精确地处理原子的状态。使用额外的控制脉冲，研究人员还专门触发了与原子量子态纠缠的光子的发射。

他们的成果不仅在纠缠光子的数量上标志着向强大量子计算机的发展迈出了重要一步，而且他们产生纠缠光子的方式也与传统的方法有着很大不同。Thomas解释称，因为他们方法制造出的光子链是从单个原子中产生的，所以它是以一种确定的方式产生。

MPQ团队使用的方法基本上允许生成任意数量的纠缠光子，而且该方法还特别高效。Philip Thomas说：“通过测量产生的光子链，我们能够证明它的效率接近50%。”MPQ量子动力学部门主管Gerhard Rempe说：“总而言之，我们的工作消除了通往可扩展、基于测量的量子计算道路上长期存在的障碍。”

MPQ的研究人员还强调，这种技术的应用远不止量子计算，它的另一个应用示例是量子通信。在那个场景中，由于散射和吸收等光学效应，光在传播过程中会遭受到不可避免的损失，这导致限制了量子通信的数据传输距离。利用MPQ开发的方法，量子信息可以封装在纠缠的光子中，并且还可以承受一定量的光损失，因此可以实现更远距离的安全通信。（编译:Qtech）