维度网讯，2026年5月1日，英国牛津大学物理系研究团队在《自然·物理》期刊正式发表题为《Squeezing, trisqueezing and quadsqueezing in a hybrid oscillator–spin system》的研究论文，宣布首次在实验室中利用单枚捕获离子实现了四阶量子压缩——即“四重压缩”。这一成果标志着此前一直被阻挡在噪声门槛之外的高阶量子效应首次进入实验可观测区间，为量子模拟、量子传感与量子计算提供了新的控制手段。

高阶压缩长期停留在理论构想的核心原因在于其内在强度随阶数递增而指数衰减。在捕获离子系统中，常规驱动方式的耦合强度每增加一个阶次便下降约一个数量级，四阶相互作用在产生之前便已被退相干淹没。牛津团队并未试图寻找更强的单一驱动源，而是将两组自旋依赖的线性力同时作用于一枚被电磁场捕获的锶离子(⁸⁸Sr⁺)。两组力各自只能产生简单的位移效应，但由于自旋分量彼此不对易，它们彼此干涉，在离子运动中生成一个超出二者简单叠加的有效非线性相互作用。该方法沿用自牛津大学Raghavendra Srinivas博士与美国新墨西哥大学Robert Tyler Sutherland博士于2021年在《物理评论A》提出的理论框架。

量化结果验证了该方案相对于传统路径的效率跃迁。论文第一作者Oana Băzăvan博士指出，实验中实现的四阶四重压缩相互作用比常规方法预期强度高出超过100倍，将此前停留在原理层面的效应推入了实际可观测区间。团队进一步在保持实验装置不变的前提下，仅通过调节施加力场的频率、相位与强度，便在同一枚离子上生成了二阶压缩、三阶压缩以及四阶压缩，三种量子态可按需切换。

实验最终通过重构离子上量子态的威格纳函数完成了物理验证。测量显示，二阶、三阶与四阶压缩顺次呈现二重、三重与四重对称性特征图案，构成各阶相互作用不可伪造的直接印记。这种高阶非高斯态直接触及连续变量量子计算的理论核心——在玻色子编码体系下，若要实现通用量子计算并完成泡利噪声纠错，仅靠高斯资源远远不够，四阶相互作用恰好提供了一种产生非高斯资源门的硬件路径。

研究团队的步阶段铺设了更密集的后续引线。Oana Băzăvan直言：“这不仅仅是创造了一个新量子态，更是展示了一种工程化设计此前无法触及的相互作用的新方法。”共同作者Raghavendra Srinivas补充道：“我们从根本上展示了一种全新类型的相互作用，这让我们能够探索量子物理中此前完全未知的领域。”团队已有论文证明该方法可扩展至多模系统，并正在将其与线路中途自旋测量相结合，开发增强型量子传感器，同时启动晶格规范理论的基础模拟实验。

从技术路线层面审视，该突破的产业含义在于其物理机制本身具有跨平台基因。论文中清晰指出，方案不依赖任何特定于捕获离子的物理资源，仅需平台能实现自旋依赖的线性玻色子作用即可复用。这意味着超导电路、色心体系甚至光力学系统均可直接引入该架构，为量子传感器在引力波探测、大分子振动谱学中的噪声极限下探，以及面向连续变量纠错码的容错量子处理器，提供一套平台通用的非线性构建工具。

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