中国光量子比特纠缠数目逐次刷新纪录意义何在？

5光量子比特纠缠、6光量子比特纠缠、8光量子比特纠缠、10光量子比特纠缠，18光量子比特纠缠……在位于中国科技大学东区理化大楼中编号为"01003"的实验室内，密布着错综复杂的管线及各类光学和电子设备，中科大教授潘建伟和他的团队在这里不断攻关，刷新着光量子比特纠缠数目的世界纪录。

中科大潘建伟教授。＠安徽日报图

孙振李家林/人民日报

日前，潘建伟及其同事陆朝阳、刘乃乐、汪喜林等在国际上首次实现18个光量子比特的纠缠，再次刷新了所有物理体系中最大纠缠态制备的世界纪录。

什么是量子比特？什么又是量子纠缠？逐次刷新世界纪录的意义何在？

量子纠缠，是量子叠加在多粒子条件下的特殊形态

"量子是能量的最小单元，人们所熟知的分子、原子、电子等微观粒子状态的改变，都涉及能量变化，这一过程改变的能量就是一份一份的量子。比如日常生活中的光，就是大量光量子组成的。"中科大研究员汪喜林说。

什么是量子比特？任何信息在编码、操作、处理等时，都有一个最基本的处理单元，叫做比特。比特是由英文BIT音译而来，是信息量的度量单位，也是信息量的最小单位。潘建伟团队研究人员介绍，人们常用的手机、电脑等电子计算机所用到的比特，被称为经典比特。量子比特就是进行量子信息处理的最基本单元。

那么，量子比特纠缠又是怎么一回事？

"在宏观的经典世界里，0就是0，1就是1。而在微观的量子世界中，一个状态可存在于1和0的叠加，它既不是0、也不是1，但它既是0、又是1。"汪喜林以著名的"薛定谔的猫"进行描述，"在经典世界里，猫要么是活的，要么是死的，但在量子世界里的猫则可能处于'又死又活'的叠加状态。"一个经典比特只存在0或1两种状态。而一个量子比特，不仅可处于0或1两种状态，还可处于"0+1"的叠加态。

而量子纠缠，则是量子叠加在多粒子条件下的特殊表现形态。汪喜林随手拿起两张纸进行解释。在经典比特的场景下，一张纸朝上朝下，与另一张纸没有任何关联。但当有两个量子比特时，就会出现量子纠缠现象。

"当两个量子比特建立纠缠之后，哪怕把它们分得很远，人们会发现，当一张纸朝上时，另一张也是朝上；当一张纸朝下时，另一张也朝下；当三个量子比特建立纠缠时，发现一张纸朝上时，另外两张也朝上；一张纸朝下时，另外两张纸也朝下；以此类推，18个量子比特纠缠，就是18个同时朝上，或18个同时朝下，且处于18个0+18个1的叠加状态。"汪喜林说。