中国移动研究院在高维量子技术领域实现重大突破，研究团队在硅光量子芯片上成功制备出高维多体纠缠态，刷新了该领域规模纪录。这一成果不仅完善了高维量子纠缠态的理论框架，还突破了规模化制备的技术瓶颈，相关研究已发表于国际顶级光学期刊《Light: Science & Applications》。
量子纠缠态是量子通信和量子计算的核心资源。传统研究主要聚焦于二维量子系统，即量子比特，其仅具备0和1两种基本状态。而高维量子信息单元可扩展至更多状态，例如四维系统包含0、1、2、3四种状态，能够承载更丰富的信息。相比二维体系，高维量子纠缠在信息容量、抗干扰能力等方面具有显著优势，同时可简化部分量子计算线路，提升运算效率。
长期以来，高维量子纠缠面临两大挑战：理论体系不完善和规模化制备困难。中国移动研究团队首次提出高维W纠缠态的普适定义，该定义适用于不同数量和维度的量子信息单元，为构建更大规模的高维纠缠态奠定了理论基础。团队还设计了一套可扩展的制备方案，利用单光子的高维特性与量子延迟测量理论，通过单个光子承载多个量子信息单元，在保持纠缠特性的同时降低了系统扩展的复杂度。
为验证方案可行性，研究团队在一块尺寸为16毫米×1.5毫米的可编程硅光量子芯片上开展实验。实验中，一个光子承载两个量子信息单元，另一个光子承载第三个单元，三个单元均具备四种基本状态，构成“三体四维”量子系统。最终，团队成功制备出三体四维GHZ纠缠态和W纠缠态，保真度分别达到93.2%和90.1%，创造了高维多体纠缠态规模的新纪录。
这一突破标志着我国在高维量子技术领域迈入国际前沿。高维量子纠缠的规模化制备为量子计算和量子通信的实用化提供了关键支撑，未来有望推动量子技术从实验室走向实际应用场景。
