基于记忆增强融合实现多体纠缠态的可扩展且模块化生成

大规模多体纠缠态的高效生成是量子信息处理中关键但具有挑战性的任务。虽然已在小规模量子比特集合内部实现了多体纠缠，但规模化升级仍需以可扩展且模块化的方式将较小的纠缠状态连接成更大的纠缠态。本文通过实现记忆增强融合，在光子互联路经中将两个多体纠缠态进行融合。我们通过在两个空间分离的原子量子记忆模块中异步准备两个三体 W 态纠缠，并通过单光子干涉实现按需融合，演示了在heralded 方式下创建由两个远程量子记忆模块共享的四体 W 态纠缠。我们进一步将 W 态从记忆量子比特传输到光子量子比特，并通过 witness 测量确认其为真正的四体纠缠。随后我们展示了记忆增强在纠缠融合效率方面的规模化优势。所示演示的可扩展多体纠缠态的生成与融合，为未来在大规模分布式量子信息处理中实现此目标奠定了基础。