O laboratório-chave CAS de informações quânticas, liderado pelo Prof. Guo Guangcan, Li Chuanfeng, Xiang Guoyong e colaboradores, relatórios que aprimoram o desempenho da orientação quântica com medições de emaranhamento por meio de caminhadas quânticas fotônicas. Esses resultados foram publicados online por Cartas de revisão física em 13 de fevereiro.

Graças ao emaranhamento quântico, o processamento de informação quântica é muito mais eficiente do que sua contraparte clássica em tarefas como computação quântica, comunicação quântica e metrologia quântica. O emaranhamento quântico pode se manifestar em estados quânticos e medições quânticas. Em contraste com a extensa pesquisa de estados emaranhados, existem poucos estudos experimentais de medições de emaranhamento porque são muito difíceis de realizar.

Nos últimos anos, Prof. Guo-Yong Xiang et. al. desenvolveu um método para realizar medições de emaranhamento quântico por meio de caminhadas quânticas fotônicas, e seu método não só tem alta fidelidade, mas também é determinista. Eles usaram essa tecnologia para alcançar eficiência sem precedentes na tomografia de estado quântico e para reduzir a ação reversa de medições quânticas em termodinâmica quântica. Recentemente, eles usaram sua tecnologia para aprimorar a orientação quântica.

Na orientação quântica, Alice deseja usar recursos quânticos para comunicar uma direção de espaço aleatório de importância militar para Bob. Um esquema simples é para Alice polarizar um spin ao longo da direção e enviá-lo para Bob. Já em 1999, Nicolas Gisin, da Universidade de Genebra, descobriu que os giros antiparalelos eram mais eficientes do que os giros paralelos na orientação quântica. Isso difere da contraparte clássica em que as eficiências dos esquemas de codificação de duas direções são as mesmas. Não há emaranhamento em estados quânticos do lado de Alice, portanto, é o emaranhamento nas medições quânticas de Bob que aumenta a eficiência.

Como as medições de emaranhamento ideais em spins paralelos e antiparalelos são difíceis de realizar, não houve nenhuma implementação experimental convincente, apesar de 20 anos de pesquisa. Prof. Guo-Yong Xiang et. al. realizou com sucesso essas medições de emaranhamento ideais por meio de caminhadas quânticas. Os resultados experimentais demonstram claramente que as medições de emaranhamento podem extrair mais informações de direção do que as medições locais, e a fidelidade dos giros antiparalelos é melhorada 3,9% em relação aos giros paralelos na orientação.

Seu trabalho demonstrou um fenômeno verdadeiramente não clássico derivado do emaranhamento em medições quânticas em vez de estados quânticos. Esta descoberta oferece um método eficaz para realizar medições de emaranhamento em sistemas fotônicos. Esses resultados são de interesse não apenas para estudos fundamentais de emaranhamento quântico e medições quânticas, mas também para muitas aplicações no processamento de informações quânticas.