研究人员推导出追踪量子信息流的公式

em研究小组已经开发出了一个公式,用于了解量子物体在传输时落地的位置。 / em

如果运动中的物体像是雨水流过排水沟并落在水坑中,那么运动中的量子物体就像雨水一样,可能最终会集结在一堆水坑中。确定量子物体究竟在哪里让科学家们感到沮丧多年。

现在耶鲁领导的一组研究人员已经得出了一个公式,用于理解量子物体在传播时落地的位置。这是一个发展,提供了在各种情况下控制开放量子系统的见解。

“我们推导出的公式对于操作量子计算机非常有用,”在物理评论X期刊上发表的一项研究的第一作者Victor Albert说,“我们的结果表明,原则上,我们可以设计'雨水槽'和'大门'在操纵量子物体的系统中,无论是在它们落地还是在它们的实际流动之后。“

在这种情况下,排水沟和闸门代表了耗散的概念,这个过程通常会破坏脆弱的量子特性,但有时可以通过设计来控制和保护这些特性。

该研究的主要研究人员是耶鲁大学应用物理与物理学助理教授梁江。

物体会移动到最低能量状态或接地状态,这是自然界的基本原则。但是在量子系统中,可以有多种基础,因为量子系统可以同时存在于多个状态 - 即所谓的叠加。

这就是水沟和大门进来的地方。江,阿尔伯特和他们的同事们用这些机制来制定量子物体在一个地方或另一个地方降落的概率。该公式还表明,存在一种情况,即叠加无法持续:叠加中的量子“滴”已经落在一个“水坑”中,但尚未到达另一个“水坑”。

“换句话说,这种叠加态总会失去一些量子特性,因为'水滴'完全流入两个水坑,”Albert说。 “这在某种程度上是一个消极的结果,但它总是成立,这有点令人惊讶。”

Albert指出,该公式的两个方面都将有助于构建量子计算机。随着研究界不断开发能够支持这些系统的技术平台,Albert表示,它需要知道“什么是和不可能的”。

该研究的其他合着者是普林斯顿的巴里布拉德林和库鲁乌文的马丁弗拉斯。

出版物:Victor V. Albert等人,“Lindbladians的几何与响应”,Phys。 Rev. X 6,041031,2016; DOI:10.1103 / PhysRevX.6.041031

来源:耶鲁大学吉姆谢尔顿