中国科学技术大学林一恒教授团队与香港中文大学袁海东教授合作,在量子信息领域取得重要进展。研究团队通过创新性的耗散工程方法,成功生成了跨二、三和五种模式的多体量子纠缠态,相关成果发表于《科学进展》杂志。

多模纠缠作为量子计算、通信及传感领域的核心资源,其稳定制备长期面临环境噪声干扰的挑战。传统方法需严格隔离量子系统以减少耗散影响,而此次研究提出“将耗散转化为资源”的新思路。团队通过对捕获离子链实施精准激光操控,实现了耗散自旋与振动模式的可控耦合,使目标量子态成为系统唯一稳定态。这一设计驱动其他态自发向稳定态演化,显著提升了技术的实用性与适用范围。
实验中,研究团队从初始热态成功制备出两模、三模和五模压缩纠缠态,保真度均超过84%。通过测量模式间量子关联并应用范洛克-古泽不可分离准则,验证了真正的多体纠缠特性。该方法通过精确控制离子运动模式与内部状态的耦合,可扩展至更多离子和运动模式。
耗散工程方法的普适性进一步凸显其价值。研究指出,该技术不仅适用于离子阱平台,还可扩展至超导腔、原子系综、纳米力学等多种物理系统,为量子技术工程化提供了通用解决方案。随着量子技术向系统集成化发展,基于耗散的纠缠生成方法将成为构建稳定量子信息处理系统的关键支撑,在量子计算和多参数估计领域发挥重要作用。
更多信息: Yue Li 等,通过耗散工程实现振动囚禁离子中的可编程多模纠缠,Science Advances (2025)。期刊信息: 科学进展













京公网安备 11010802043282号