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匡乐满、景辉教授团队首次揭示量子非互易纠缠的保护和恢复机制

作者:陈涛时间:2020-10-05 16:24浏览次数:

贝博体育app网址匡乐满、景辉教授团队在量子纠缠研究中取得重要进展。团队与中国科学技术大学、波兰波兹南密茨凯维奇大学合作,提出了一种实现非互易光机械纠缠的新方案,首次揭示了量子非互易纠缠的保护和恢复机制。该研究成果102日发表在物理学领域国际顶级期刊《物理评论快报》Phys. Rev. Lett. 125, 143605 (2020)上。

量子纠缠是量子力学特有的性质, 是实现量子计算、量子通讯和量子精密测量等量子信息技术的核心量子资源,在量子技术发展中具有重要作用。如何实现量子纠缠的保护和恢复是量子信息领域的挑战性难题。匡乐满、景辉教授团队发现非互易调控可抑制环境的量子消相干效应、恢复系统的量子相干性,从而实现量子纠缠的保护和恢复。为进一步探索利用各类非互易器件保护和操纵量子资源奠定了基础,有望在抗噪声量子处理器和传感器及手性量子网络等量子技术领域中获得重要应用。

互易性,指空间中任意两点之间的物理量传递具有对称性,这通常被认为是物理系统的一种基本属性。近年来,通过非线性等手段打破此对称性,实现了非互易器件在光学、声学以及电学等领域的突破性进展。但是,目前大量此类研究还聚焦在隔离器、循环器等经典领域的非互易应用上。2018年,该团队首次提出一种具有“量子非互易特性”的二极管方案【Phys. Rev. Lett. 121, 153601 (2018)】,预言同一激光从旋转腔的相反方向入射会表现出类经典的超泊松分布或非经典的亚泊松分布特性,随后该预言被山西大学实验验证。本文利用该旋转腔方案实现了非互易光机械纠缠,并发现在微腔存在表面不光滑、材料不均匀等引起耗散的情况下,非互易系统相比于互易系统有着巨大优势,非互易纠缠的质量有望达到理想微腔的水平。该研究结果不仅对非互易纠缠在量子计算、量子通信及量子密集编码等量子技术领域的应用有重要意义,还为量子资源的保护和调控提供了新的方法。

贝博体育app网址是本文的第一署名单位。贝博体育app网址匡乐满教授、景辉教授为论文共同通讯作者,贝博体育app网址博士研究生焦亚峰、硕士研究生张圣典分别为本文的第一、二作者,中国科技大学张延磊博士,波兹南密茨凯维奇大学Adam Miranowicz教授参与了部分研究工作。该工作得了国家自然科学基金重点项目和面上项目资助。

文章链接:http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.125.143605


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