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QC资讯丨研究人员成功地阻止了量子信息的消失

量子力学的性质可以用于技术和加密信息,但缺点是信息偶尔会消失。由芬兰和中国科学家组成的研究小组第一次找到了一种完全控制逃避量子比特的信息的方法。QC资讯丨研究人员成功地阻止了量子信息的消失

量子力学描述了微小物理系统(例如光子)的行为。光子也被用作经典比特,量子比特的量子力学等价物。量子力学性质,例如叠加和量子纠缠,可以用于技术、有效计算和加密消息

“这些属性非常脆弱,通常会因所谓的退相干和量子噪声而迅速消失。因此,量子比特所携带的信息会泄漏到环境中并完全消失。无论是在基础研究还是技术应用方面,至关重要的是要了解量子信息如何消失,并找到控制量子系统行为和防止信息消失的方法。”图尔库大学物理与天文系研究员Jyrki Piilo说。

图尔库大学图尔库量子物理中心和中国科技大学的研究小组首次在理论和实验上展示了如何控制从量子比特流入环境的信息。这些小组还证明,在某些情况下甚至可以防止量子信息的消失。

“我们的工作是基于探索光子的特性及其在实验室中的精心控制。为了达到结果,首先理论上要理解如何在光子的极化和频率之间建立适当的联系是至关重要的。然后使用极其精细和具有挑战性的实验技术在实验室中实现它。当作为量子比特的光子及其环境首先被初始化为正确的状态时,则可以任意控制量子比特所携带的信息如何消失或被找回,甚至可能被捕获或保护免受干扰。”中国科学技术大学的Chuan-Feng Li教授解释道。

Li说,研究结果对于基础研究和量子技术的发展具有重要意义。

“单个光子现在也可用于模拟其他几个量子力学系统的行为,包括磁自旋系统。此外,该结果提供了开放量子系统在不同环境中行为的基本信息。此外,该结果使得能够制造用于量子比特的人造环境。这些环境在其他地方没有自然发现,但它们可以在实验室中生产。”Piilo说。

来自图尔库大学图尔库量子物理中心的研究人员负责该研究的理论部分,理论物理学教授Sabrina Maniscalco和博士候选人Henri Lyyra与Piilo一起参与了这项研究。来自中国科学技术大学的Chuan-Feng Li教授和Guang-Can Guo教授与他们的研究小组一起负责该研究的实验实施,其中包括共同作者Zhao-Di Liu。

该研究发表在Nature Communications杂志上。

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