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奧地利科學家創下量子糾纏新紀錄

據美國每日科學網站近日報導, 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。 新進展有望應用於量子類比或量子資訊處理等領域。

包括通用量子電腦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個可定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資訊研究所(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, 該團隊使用鐳射, 讓20個鈣原子在離子阱實驗中相互糾纏, 並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, 但最新實驗能定址並讀出每個量子比特。 因此, 它適用於量子類比或量子資訊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電腦也無法破解的問題”。 他們還計畫優化方法, 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, 結果發表於最新一期《物理評論X》。

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