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奧地利科學家實現量子比特系統內受控的多粒子糾纏

小知識科普量子糾纏量子信息處理新紀錄

【奧地利科學家實現量子比特系統內受控的多粒子糾纏】

奧地利科學家實現量子比特系統內受控的多粒子糾纏



據美國每日科學網站近日報道 ， 奧地利科學家最近在量子糾纏系統領域創下新記錄：成功實現了20量子比特系統內受控的多粒子糾纏 。 研究人員在3個、4個和5個量子比特的所有鄰組間檢測到了真正的多粒子糾纏 。 新進展有望應用于量子模擬或量子信息處理等領域 。
包括通用量子計算機在內的量子系統需要大量量子比特 ， 才能充分利用量子物理學的優勢 ， 因此 ， 物理學家一直希望獲得由更多量子比特組成的糾纏系統 。 2011年 ， 物理學家首次將14個可尋址的量子比特糾纏在一起 。 現在 ， 由奧地利科學院量子光學和量子信息研究所（IQOQI）的本·蘭尼恩等領導的研究小組 ， 首次實現了20量子比特系統內受控的多粒子糾纏 。
在最新研究中 ， 該團隊使用激光 ， 讓20個鈣原子在離子阱實驗中相互糾纏 ， 并對該系統內多粒子糾纏的動態擴展進行了觀察 。 蘭尼恩說：“粒子首先兩兩糾纏 ， 通過我們研發的最新方法 ， 我們可以證明 ， 糾纏進一步擴散到所有相鄰的粒子三聯體、大多數四聯體和幾個五聯體中 。 ”
最新研究第一作者尼古拉·福瑞斯強調說：“我們已經檢測到很多量子系統（包括超冷氣體）內大量粒子之間的糾纏 ， 但最新實驗能尋址并讀出每個量子比特 。 因此 ， 它適用于量子模擬或量子信息處理等特定應用領域 。 ”
研究團隊希望進一步增加實驗中量子比特的數量 ， “我們的中期目標是50個粒子 ， 這可以幫助我們解決目前最好的超級計算機也無法破解的問題” 。 他們還計劃優化方法 ， 以檢測更廣泛的多粒子糾纏 。
最新研究獲得了奧地利科學基金FWF和歐盟等機構的資助 ， 結果發表于最新一期《物理評論X》 。

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