據(jù)美國(guó)每日科學(xué)網(wǎng)站近日?qǐng)?bào)道，奧地利科學(xué)家最近在量子糾纏系統(tǒng)領(lǐng)域創(chuàng)下新記錄：成功實(shí)現(xiàn)了20量子比特系統(tǒng)內(nèi)受控的多粒子糾纏。研究人員在3個(gè)、4個(gè)和5個(gè)量子比特的所有鄰組間檢測(cè)到了真正的多粒子糾纏。新進(jìn)展有望應(yīng)用于量子模擬或量子信息處理等領(lǐng)域。

包括通用量子計(jì)算機(jī)在內(nèi)的量子系統(tǒng)需要大量量子比特，才能充分利用量子物理學(xué)的優(yōu)勢(shì)，因此，物理學(xué)家一直希望獲得由更多量子比特組成的糾纏系統(tǒng)。2011年，物理學(xué)家首次將14個(gè)可尋址的量子比特糾纏在一起�，F(xiàn)在，由奧地利科學(xué)院量子光學(xué)和量子信息研究所(IQOQI)的本·蘭尼恩等領(lǐng)導(dǎo)的研究小組，首次實(shí)現(xiàn)了20量子比特系統(tǒng)內(nèi)受控的多粒子糾纏。

在最新研究中，該團(tuán)隊(duì)使用激光，讓20個(gè)鈣原子在離子阱實(shí)驗(yàn)中相互糾纏，并對(duì)該系統(tǒng)內(nèi)多粒子糾纏的動(dòng)態(tài)擴(kuò)展進(jìn)行了觀察。蘭尼恩說(shuō)：“粒子首先兩兩糾纏，通過(guò)我們研發(fā)的最新方法，我們可以證明，糾纏進(jìn)一步擴(kuò)散到所有相鄰的粒子三聯(lián)體、大多數(shù)四聯(lián)體和幾個(gè)五聯(lián)體中。”

最新研究第一作者尼古拉·福瑞斯強(qiáng)調(diào)說(shuō)：“我們已經(jīng)檢測(cè)到很多量子系統(tǒng)(包括超冷氣體)內(nèi)大量粒子之間的糾纏，但最新實(shí)驗(yàn)?zāi)軐ぶ凡⒆x出每個(gè)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(yīng)用領(lǐng)域。”

研究團(tuán)隊(duì)希望進(jìn)一步增加實(shí)驗(yàn)中量子比特的數(shù)量，“我們的中期目標(biāo)是50個(gè)粒子，這可以幫助我們解決目前最好的超級(jí)計(jì)算機(jī)也無(wú)法破解的問(wèn)題”。他們還計(jì)劃優(yōu)化方法，以檢測(cè)更廣泛的多粒子糾纏。

最新研究獲得了奧地利科學(xué)基金FWF和歐盟等機(jī)構(gòu)的資助，結(jié)果發(fā)表于最新一期《物理評(píng)論X》。