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摘要：物理学家能够将三个量子位分别装入六个纠缠光子中。这是史无前例的每光子三个量子位元，同时也是通过量子纠缠相互连接的量子位元数目的记录。相反，系统在每次计算中只纠缠几个相邻的量子位。她说，美国科学技术...会的研究人员完成了这项实验，并不意味着其他地方的量子计算实验将开始同时涉及更多的自由度。
科学家刚刚将18个量子比特（量子计算中最基本的单元）压缩成6个奇怪连接的光子。这是史无前例的每光子三个量子位元，同时也是通过量子纠缠相互连接的量子位元数目的记录。
那么为什么这是令人兴奋的呢
在传统计算机中进行的所有工作，包括您用来阅读本文的任何设备，都依赖于使用位的计算，位在两种状态之间来回切换（通常称为“1”和“0”）。量子计算机使用量子比特进行计算，这种量子比特在两种状态之间类似地波动，但其行为却符合量子物理学中的奇怪规则。与传统的比特不同，量子比特可以有不确定的状态——既不是1也不是0，但两者都有可能——并且变得奇怪地连接或纠缠，因此一个比特的行为直接影响另一个比特。从理论上讲，这允许进行常规计算机几乎无法完成的各种计算。（然而，现在量子计算正处于早期的实验阶段，研究人员仍在测试可能的水域，如本研究所述。）
这一成就，据加州大学伯克利分校的量子物理学家西德尼·施雷普勒（Sydney Schreppler）说，可能只有可能因为中国科技大学（USTC）的研究小组成功地将如此多的量子比特打包成如此少的粒子。她说：
“如果目标是生成18个，那么在过去，群的方式……就是生成18个纠缠粒子，每个粒子有一个量子比特。”这将是一个缓慢的过程。
只需要“许多秒”就可以纠缠实验中使用的六个粒子，她说-在计算机时间里已经是一个永恒的过程，每次计算都必须开始一个新的纠缠过程。每增加一个纠缠粒子加入一方所需的时间比加入最后一个粒子所需的时间要长，以至于建立一个18个量子比特的纠缠是完全不合理的，一次一个量子比特。
（有很多涉及18个以上量子比特的量子实验，但是在这些实验中，量子比特并不是所有人都纠结在一起。相反，系统在每次计算中只纠缠几个相邻的量子位。
将六个纠缠粒子（在本例中是光子）中的每一个打包成三个量子位，研究人员利用了光子的“多自由度”，他们在6月28日发表在《物理评论快报》杂志上的一篇论文中报道，这篇论文也可以在服务器arXiv上找到。
当一个量子比特被编码成一个粒子时，它被编码成一个粒子可以在其偏振或量子自旋之间来回翻转的状态。每一个都是一个“自由度”，一个典型的量子实验只涉及所有粒子的一个自由度。但是像光子这样的粒子有很多自由度。Schreppler说，通过同时使用其中一种以上的编码，一个量子系统可以将更多的信息打包成更少的粒子，这是研究人员以前涉足过的，但并没有达到这种极端，但是每一位都增加了它所能容纳的信息量的三倍，“Schreppler说，”他们可以非常迅速和高效地做到这一点。”
她说，美国科学技术 ... 会的研究人员完成了这项实验，并不意味着其他地方的量子计算实验将开始同时涉及更多的自由度。她说，光子在某些量子操作中特别有用，最重要的是量子网络，其中信息在多个量子计算机之间传输。但其他形式的量子位，像施雷普勒工作的超导电路中的量子位，可能不会采用这种运算方式同样容易。
这篇论文的一个悬而未决的问题，她说，是所有的纠缠量子位相互作用是相等的，还是同一粒子上的量子位相互作用或不同自由度下的量子位相互作用之间存在差异。
在这篇论文中写道实验装置可能允许某些量子计算，直到现在，这些计算只在理论上讨论过，从未付诸实施。
最初发表在《生命科学》杂志上。
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