近日，中国科学院大学物理科学学院教授乔从丰团队在量子纠缠探测（即量子态可分离性判定）研究方面取得重要进展。相关研究成果以“An Effective Way to Determine the Separability of Quantum State”为题，发表于量子信息与量子物理领域期刊Quantum。物理科学学院博士后杨马成为该论文的第一作者，乔从丰为通讯作者。
量子纠缠不仅深刻揭示了量子力学的非经典性，更是量子通信、量子计算及量子计量学等现代量子信息技术的核心资源。然而，在理论和实验上如何有效区分纠缠态与可分离态（即“量子态可分离性问题”），一直是量子信息理论中基础且极具挑战性的难题。由于随着量子系统维度的增加，判定量子态是否纠缠被证明是一个“NP-hard”问题，因此，寻找兼具高效性与实验可行性的纠缠判定准则，对于建立完善的量子纠缠理论体系至关重要。
针对这一问题，乔从丰团队提出了一种基于任意可观测量关联矩阵（Correlation Matrix）的理论框架。该研究创新性地引入了“测量诱导的布洛赫空间”（Measurement-Induced Bloch Space, MIBS）的概念。研究团队发现，对于任何可分离的量子态，其可观测量的关联矩阵必定受到测量诱导布洛赫空间几何参数的严格理论限制。基于这一内在的几何约束性质，研究人员推导出了具有普适性的量子态可分离性判据。该工作为解决量子态可分离性问题提供了一个有效且物理图像清晰的新视角，原则上该方法还可进一步推广至多体量子系统的纠缠探测中。
本研究工作得到了国家自然科学基金、中央高校基本科研业务费专项资金以及中国博士后科学基金的资助与支持。
原文链接：https://quantum-journal.org/papers/q-2025-05-06-1734
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