利用反宇称时间（PT）对称性实现光子量子纠缠的选择性过滤：量子技术发展新路径

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《SCIENCE》：Selective filtering of photonic quantum entanglement via anti–parity-time symmetry

【字体：大中小】 时间：2025年03月28日 来源：SCIENCE 44.7

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　　量子纠缠在量子计算、传感和通信中至关重要却易受退相干影响。研究人员利用非厄密（non-Hermitian）系统特性开展纠缠检索研究，设计反宇称时间两态引导配置，实现高效提取纠缠态，为量子技术发展提供新途径。

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　　量子纠缠（Quantum Entanglement）是量子计算、传感和通信的关键资源，但它很脆弱，容易受到退相干（decoherence）的影响。通常，人们会开发各种方法来减少量子系统与其环境之间的相互作用。塞利姆（Selim）等人选择了不同的路线 —— 非厄密光学（non-Hermitian optics），在这种方法中，系统与环境之间的相互作用被精心设计（可参考莫伊谢耶夫（Moiseev）和王（Wang）撰写的观点文章）。通过在完全集成的非厄密系统中设计耗散的能力，研究人员展示了一种量子纠缠滤波器（quantum entanglement filter）。借助按需生成纠缠光子（entangled photons）和片上无损纠缠纯化（nondestructive entanglement purification），这种方法为在集成和紧凑平台上开发量子技术提供了一条途径。

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纠缠是量子计算、传感和通信的关键资源，但容易受到退相干的影响。为了解决这个问题，量子光学领域的研究探索了诸如光子辅助（photon ancillas）和里德堡原子阻塞（Rydberg atom blockade）等过滤技术来恢复纠缠态（entangled states）。研究人员引入了一种利用非厄密系统特性的纠缠检索方法。通过设计一种反宇称时间（anti-PT）两态引导配置，研究人员展示了从任何输入态中高效提取纠缠的过程。这种滤波器在无损波导网络（lossless waveguide network）上实现，在单光子和双光子激发下实现了接近单位保真度（near-unity fidelity），并且可以扩展到更高的光子水平，在传播过程中对退相干保持稳健。研究结果为利用非厄密对称性解决量子技术中的核心挑战提供了一种方法。

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