为超强算力铺路！深圳科研团队突破量子“高阶压缩”技术

近日，高阶压缩深圳国际量子研究院徐源研究员与俞大鹏院士团队在连续变量量子资源制备领域取得重大实验进展。为超团队利用可编程参数化量子电路，强算在超导微波腔中成功制备出三阶压缩、力铺路深四阶压缩及三次相位态等非高斯态。圳科这一突破为连续变量量子计算与量子精密测量提供了不可或缺的研团关键资源，相关成果已发表于国际光学权威期刊《Optica》。队突

核心概念解析：为何“非高斯态”至关重要？破量

连续变量量子信息处理是当前量子科技的前沿高地。与基于量子比特的技术离散变量方案不同，连续变量方案依托玻色模式无限维希尔伯特空间的高阶压缩优势，在量子纠错、为超量子计量及量子模拟等领域展现出独特潜力。强算

然而，力铺路深要实现通用的圳科连续变量量子计算，仅靠高斯态（如传统压缩态）是研团不够的，核心在于对非高斯态（如高阶压缩态、三阶相位态等）的制备与操控能力。这类非高斯态拥有极其丰富的量子关联和显著的Wigner负性，是连续变量量子计算实现超越经典计算优势的核心资源。

通俗比喻：如果传统压缩态是量子世界的“基本功”，那么非高斯态就是施展“高阶魔法”的必备钥匙。

技术攻关：高保真度制备非高斯态

非高斯态的实验制备长期受限于对高阶非线性相互作用的精确调控难题。针对这一挑战，研究团队基于三维电路量子电动力学架构，创新性地利用超导微波腔与辅助量子比特间的色散耦合，开发了参数化光子数滤波（PNF）操作。

通过该操作，团队对腔量子态实施了光子数依赖的滤波。经过对PNF操作中关键参数（位移幅度及相位、受控相位、辅助比特旋转轴）的数值优化，并将多个PNF操作级联，最终在超导微波谐振腔中实现了三阶压缩态、四阶压缩态和三阶相位态的高保真度制备。

性能验证：非高斯特性显著，测量潜力巨大

为量化评估所制备量子态的非高斯特性，研究团队测量了其Wigner对数负度。实验数据显示，随着压缩阶数和压缩参数的增加，Wigner负度显著增强，这与具有高斯特性的传统双光子压缩态形成鲜明对比。

此外，通过计算量子Fisher信息，团队进一步验证了此类非高斯资源在量子精密测量领域蕴含的巨大应用潜力。

团队与支持

• 第一作者：深圳国际量子研究院副研究员邓晓玮、博士研究生蔡燕燕
• 通讯作者：徐源研究员
• 最后作者：俞大鹏院士
• 其他作者：副研究员倪忠初、博士研究生张礼博、研究员刘松

该研究获得了广东省科技厅、深圳市科创委、国家自然科学基金委及合肥国家实验室等单位的强力支持。

这一成果标志着我国在连续变量量子资源制备领域迈出了关键性一步，为未来通用量子计算和超高精度量子测量奠定了坚实基础。

采写：南都N视频记者 周正阳

(责任编辑：知识)