量子系统的纠缠是所有量子信息技术的基础。几个量子位之间复杂形式的纠缠特别有趣。

然而，这不仅会导致巨大的计算能力，而且在以数学方式描述公式时也会导致公式的爆炸性增长。例如，这些复杂状态的抽象图形表示以“星”、“环”或“树”的形式提供了优雅的简化。

加兴马克斯·普朗克量子光学研究所所长格哈德·伦佩 (Gerhard Rempe) 系主任奥利维尔·莫林 (Olivier Morin) 的团队现在首次在实验中成功创建了环形和树形图状态。这是量子计算机或量子互联网发展的重大突破。

在伦佩作为先驱长期以来一直在研究的未来量子互联网中，光量子可以因此纠缠在一起，形成更稳定的量子信息，以防止丢失。该作品发表在《自然》杂志上。

纠缠的概念构成了所有正在研究和开发的量子信息技术的基础，无论是量子计算机还是量子互联网。相互纠缠的成对量子比特(或简称量子比特)作为基本元素。

您可以将这样的一对想象为通过电缆相互连接的两个 LED 灯。通过将越来越多的灯连接在一起，可以形成更长的光链。灯代表量子位，电缆代表它们之间的纠缠。这不仅可以创建链，还可以创建环、星形或树形结构。

然而，在这个类比中，通过绘制看起来像圣诞装饰品的图像对于量子信息处理也非常有趣，现在又以纠缠量子位的形式回归。 “例如，通过纠缠量子位的梯形配置，可以构建通用量子计算机，”格哈德·伦佩(Gerhard Rempe)解释道。

他的研究兴趣在于量子互联网，其中量子信息被封装在纠缠光子中作为“飞行量子位”，通过光纤网络发送。这里最大的挑战是光子的损失，它随着传输长度的增加而呈指数增长。