物理学院逯鹤课题组与北京大学袁骁合作在实验上实现了光子纠缠的虚拟提纯（Virtual resource distillation），绕过了传统提纯协议的限制，实现了单副本操作下的量子相干性和量子纠缠提纯，相关研究成果以“Experimental Virtual Distillation of Entanglement and Coherence”为题，于5月2日发表在《物理评论快报》（Physical Review Letters）上。

量子纠缠是量子信息处理的核心资源，可以确保通信安全和实现计算任务加速。然而，量子纠缠非常脆弱，容易与环境发生相互作用导致退相干，如光子在传输过程中不可避免的面临衰减、出错和信息丢失的影响，导致纠缠品质降低，进而影响信息处理的速度、容量和准确性。纠缠提纯是一种重要的提升纠缠品质的技术手段。传统提纯协议能够以一定的概率从两份或者多份品质较低的纠缠中通过局域联合操作和经典通信提取出一份品质较高的纠缠，需要的纠缠品质越高，提纯所耗费的备份就越多。因此传统提纯协议普遍存在效率低、速度慢的特点。

研究团队理论上发展了一种全新的光子纠缠提纯框架，该理论只关注提纯前后量子态在可观测量上的统计特性，并不关注重构完整的量子态，从而在不违背量子力学基本原理的前提下绕开了传统提纯协议的限制，能够在“虚拟”层面上实现单副本操作下的光子纠缠提纯。在实验上，研究团队发展了单光子4维量子态和两光子Werner state的制备、操控方法，进行了虚拟提纯实验，通过相干性相对熵度量、纠缠负度（Negativity）度量以及量子隐形传态任务验证了虚拟提纯协议的优越性，为远距离量子通信和量子组网提供了一种新的技术途径。

     该工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、山东省自然科学基金、山东省泰山学者和山东大学配套项目的支持。

       论文链接：https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.132.180201