物理學(xué)家實現(xiàn)了量子糾纏的新記錄
糾纏對于二十一世紀的新量子技術(shù)至關(guān)重要。一個來自德國奧地利研究小組現(xiàn)在提出了迄今為止最大的獨立可控量子糾纏寄存器,由20個量子比特組成。因斯布魯克大學(xué)物理學(xué)家,維也納大學(xué)和烏爾姆大學(xué)的研究人員推動了目前可能達到的極限的實驗和理論方法。 上圖示意出了產(chǎn)生的新奇的量子態(tài)的概念圖。在20個單原子串中產(chǎn)生量子糾纏。觀察到的相鄰原子之間的糾纏(藍色),三原子糾纏(粉紅色),四原子糾纏(紅色)和五原子糾纏(黃色),由于系統(tǒng)過于復(fù)雜,現(xiàn)有的技術(shù)難以進行描述。來源:因斯布魯克大學(xué)量子光學(xué)和量子信息中心。 一些新的量子技術(shù),從極其精確的傳感器到通用量子計算機,都需要大量的量子比特,以利用量子物理學(xué)的優(yōu)點。因此,全世界的物理學(xué)家都致力于用更多的量子比特實現(xiàn)糾纏系統(tǒng)。目前記錄是由在因斯布魯克大學(xué)的Rainer Blatt的研究小組在實驗物理研究院實現(xiàn)的。 2011年,物理學(xué)家首次將14個獨立尋址的量子比特糾纏在一起,從而實現(xiàn)了最大的全糾纏量子寄存器,F(xiàn)在,一個由奧地利科學(xué)院的Ben Lanyon和Rainer Blatt領(lǐng)導(dǎo)的研究小組在量子光學(xué)和量子信息研究所(iqoqi),與來自烏爾姆大學(xué)和維也納量子光學(xué)和量子信息研究所的理論家一起,實現(xiàn)了在20個量子比特系統(tǒng)中控制的多粒子糾纏態(tài)。研究人員能夠檢測到所有相鄰的三、四和五量子比特之間的多粒子糾纏。 真實的多粒子糾纏 物理上,糾纏粒子不能被描述為具有定義狀態(tài)的單個粒子,但只能作為一個完整的系統(tǒng)。當(dāng)涉及眾多粒子時,理解糾纏是特別困難的。在這里,必須區(qū)分單個粒子的糾纏和真正的多粒子糾纏。這只能被理解為有關(guān)所有粒子的整體系統(tǒng)的屬性,而不能被子系統(tǒng)的糾纏所解釋。 |