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量子冻结现象具有普遍性

2019-06-10 02:43:26来源:励志吧0次阅读

“量子冻结现象”具有普遍性

原标题:“量子冻结现象”具有普遍性

科技北京4月10日电(常丽君)最近,一个由英国、意大利等多国大学研究人员组成的国际小组通过详细的数学论证,证明量子关联冻结现象普遍存在,也就是说,它与检测方法无关。他们还据此发现,在特定条件下利用一种球形重新定相隧道,不仅能防止退相干,或许还能逆转退相干。相关论文将发表在最近的《自然科学报告》上。

一个量子系统不可避免地会与环境相互作用,从而导致退相干,物理学家一直在寻找控制退相干的方法。过去几年中,他们发现某些量子关联可以“冻结”在恒定状态,并在有干扰的环境中保持稳定,为抵抗退相干提供了一种潜在的保护机制。但迄今为止,量子冻结只是特定条件下的单个案例,其潜在的保护效应未能充分利用。

总体来看,大量对量子关联的研究都集中在纠缠上,而这只是量子关联的一种特殊类型。普遍认为,纠缠可以被认为是处于一个纯态的两个系统之间的量子关联。事实上,量子纠缠只代表量子关联中的极小一部分,因为并非所有状态都是纯态。

当两个系统处在一个有干扰的环境,通常会变成混合态,一部分混合态是非纠缠的。因此,这些系统之间的量子关联不一定为纠缠,而是表现为一种更普遍的形式,称为失协型量子关联。由于现实中的量子系统通常都包含混合态,所以失协型关联比纠缠更普遍,虽然人们还不太了解它。

据物理学家组织报道,研究人员用冗长的数学描述进行了论证。他们的结果也证明了,以往发现的冻结并非数学上的偶然,失协型量子关联显出的冻结效应是一种真实的物理现象,这种现象在纠缠中则很难看到。这也表明,失协型量子关联比量子纠缠的抗干扰性更强。比如,量子纠缠遇到干扰时,可能突然消失,而失协型关联就不会出现这种情况。

从这种意义上说,可以把冻结认为是一种抗干扰的极稳固的形式,理论上允许操作任何量子协议而完全不受干扰影响。这种保护对未来量子技术的发展极具吸引力,包括通讯、计算、传感和计量。

研究人员还发现,对于某些混合态,球形量子控制隧道能逆转其退相干效应。这对量子技术具有重要意义,尤其是在量子纠错中。可以把隧道理解为使受了干扰影响的量子比特“重新聚集”。

在物理和生物学中,持久相干都是很有用的资源。英国诺丁汉大学格拉多埃德索说:“目前我们正在研究多种动态干扰情况下,保持冻结或近冻结量子特征的条件。”

原标题: “量子冻结现象”具有普遍性

稿源:人民

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