直接测量两比特纯态纠缠的 concurrence 实现

本文主要探讨了两比特纯态纠缠的直接测量问题，特别是在无需进行量子态重构的情况下，如何有效地评估纠缠的强度——concurrence。concurrence是衡量量子纠缠的重要参数，对于量子信息处理和量子通信至关重要。作者设计了一种新颖的量子线路，该线路涉及对纠缠粒子对的两个全同拷贝执行σz操作、单比特R旋转操作以及奇偶宇称校验检测。这种设计巧妙地将concurrence的信息编码在最终获得特定状态的概率中，从而实现了直接测量，简化了常规方法中可能需要的多步骤过程。 量子线路的核心在于利用量子力学的特性，通过操作粒子的特定量子态，能够直观地读取concurrence的值。这种方法的优势在于减少了对量子态完整复原（即量子态 tomography）的需求，这对于实际应用中的量子系统来说，尤其是在资源有限或者实验复杂度高的情况下，具有显著的效率提升。 作者进一步将这一理论扩展到光学系统，设计了一个直接测量光子偏振纠缠concurrence的物理方案。这个方案创新地将两比特耦合的奇偶宇称校验检测仅实施一次，显著降低了实验方案的复杂性。这意味着在实际光学实验中，可以更高效地测量遥远节点间的纠缠状态，这对于构建量子网络和实现远距离量子通信至关重要。 关键词包括量子光学、纠缠纯态和奇偶宇称校验检测，这些词汇揭示了论文的核心研究领域和技术手段。文章的中图分类号为O431.2，表明其属于量子物理学的范畴，文献标识码A表示其学术水平较高，符合期刊发表的标准。引用的DOI（数字对象标识符）为10.3788/AOS201636.0327002，这表明该研究已发表在《光学学报》(Acta Optica Sinica)上，于2016年3月第三十六卷第三期。 这篇论文不仅提供了理论上的两比特纯态纠缠直接测量方法，而且还展示了其在光学系统中的具体实现，为量子信息科学的发展和实验技术的优化提供了新的视角和实践指导。