我国量子纠缠加速生成研究取得进展

《物理评论快报》上最近刊发了一项有意思的研究——来自中国科学院精密测量科学与技术创新研究院的团队，在囚禁离子实验平台上，把非厄米体系中的纠缠生成速度实实在在地“推了一把”。结果呢？传统厄米量子速度极限被突破了，纠缠态制备速度提升了1.52倍。换句话说，原来需要花时间慢慢“磨”出来的纠缠态，现在能快上一截。

量子纠缠这个东西，可以说是量子计算、量子通信和量子传感的“心脏”。但在传统厄米量子系统里，生成纠缠的速度一直受限于量子比特间的耦合强度——好比两个人握手，握得再紧，拉扯的速度也有上限。能不能绕开这个天花板，实现更快的量子操控？这正是当前量子信息领域的一个前沿热点。

研究团队的做法很巧妙：在离子阱系统里引入可控的耗散，构造出一个具有宇称—时间对称性的非厄米哈密顿量。通常情况下，耗散被认为是破坏量子相干性的“坏东西”，但这里的关键在于——可控的耗散能把系统参数调到奇异点附近，导致希尔伯特空间发生几何畸变，从而让量子态的演化“加速”。利用这个机制，最大纠缠态的产生速度比传统方案快了1.52倍。当然，加速越明显，成功的概率就会越低。所以团队在实验中精心挑选了兼顾加速效率与成功概率的工作点，并通过宇称振荡测量验证了制备出的纠缠态仍具有高保真度——说明这种非厄米加速在实际应用中确实行得通。

这项研究的亮点在于：第一次在可编程量子系统中证实，非厄米体系可以突破传统公认的量子速度极限，同时也证明耗散并非只能当“捣乱分子”，它完全可以作为一种可控资源来加速量子动力学。这对于高速量子门、量子传感器的设计提供了全新思路，也为非厄米物理与量子信息科学的交叉研究打开了一扇新的大门。