ИТ-домой Согласно новостям от 13 июня, квантовая запутанность является ключевым ресурсом в области квантовых вычислений, квантовой связи и квантового зондирования. Скорость его приготовления долгое время ограничивалась силой связи между кубитами в традиционных эрмитовых квантовых системах. Сможем ли мы преодолеть это ограничение и добиться более быстрого квантового управления, всегда было горячей темой в области квантовой информатики.
Исследовательская группа Фэн Манга из Института прецизионных измерений науки и технологических инноваций Китайской академии наук в сотрудничестве с Университетом Чжэнчжоу и другими подразделениями впервые достигла ускорения генерации запутанности в неэрмитовой системе на экспериментальной платформе с захваченными ионами, успешно превысив традиционный эрмитовский предел квантовой скорости.
Исследовательская группа использовала два иона 40Ca+ для создания линейной ловушки Пауля. Кубиты были закодированы в основном состоянии и метастабильных энергетических уровнях ионов 40Ca+. Лазер с длиной волны 729 нм вызвал когерентный переход кубита. Лазер с длиной волны 854 нм соединил состояние |1> с короткоживущим возбужденным состоянием и создал перестраиваемый канал диссипации. В то же время двухцветное лазерное поле использовалось для достижения эффективного взаимодействия между двумя ионами.
Когда имеется только когерентное взаимодействие, сила связи составляет J = 2π × 625 Гц, а соответствующее время подготовки состояния Белла составляет 200 микросекунд. После выбора трех наборов параметров, которые постепенно приближаются к точке исключения при условии фиксированной силы когерентной связи, время подготовки к запутыванию сокращается до 177 микросекунд, 155 микросекунд и 132 микросекунд, а скорость увеличивается примерно в 1,52 раза.
Обычно диссипативный эффект считается неблагоприятным фактором, разрушающим квантовую когерентность, но контролируемая диссипация может корректировать параметры системы вблизи сингулярной точки (точки исключения), вызывая геометрическое искажение гильбертова пространства, обеспечивая тем самым «короткий путь» для эволюции квантового состояния. Используя этот механизм, скорость генерации максимально запутанного состояния значительно увеличивается по сравнению с традиционной эрмитовой схемой.
Однако стоит отметить, что неэрмитово ускорение не обходится без издержек — как теоретический анализ, так и экспериментальные рабочие точки показывают, что чем быстрее генерируется запутанность, тем больше вероятность того, что популяция вытечет из вычислительного подпространства, поэтому вероятность успеха соответственно снижается.
Исследовательская группа выбрала рабочую точку, которая учитывала эффективность ускорения и вероятность успеха в эксперименте, и с помощью измерений колебаний четности подтвердила, что готовое запутанное состояние по-прежнему имеет высокую точность, тем самым успешно продемонстрировав возможность неэрмитова ускорения в практических приложениях.
Эти результаты исследования были опубликованы в Интернете в «Physical Review Letters» 28 мая 2026 года. Этот результат является первым экспериментальным подтверждением в программируемой квантовой системе того, что неэрмитова система может преодолеть традиционно признанный предел квантовой скорости. Это также демонстрирует, что точно спроектированная диссипация может не только стать контролируемым средством ускорения подготовки квантового состояния, но и разрушает устоявшееся представление о диссипации просто как о вредном факторе.
IT Home добавляет бумажный адрес:
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/g8v5-rbq7
Отказ от ответственности: внешние ссылки перехода (включая, помимо прочего, гиперссылки, QR-коды, пароли и т. д.), содержащиеся в статье, используются для передачи дополнительной информации и экономии времени выбора. Результаты предназначены только для справки. Это утверждение содержится во всех статьях IT House.
