中国科大初次研造出非局域量子模仿器并验证宇称-时间世界中的超光速现象(转载)

　　我校郭光灿院士指导的中科院量子信息重点尝试室在量子模仿器研究中获得重要停顿，该尝试室李传锋传授研究组研造出非局域量子模仿器并模仿宇称-时间（Parity-time, PT）世界中的超光速现象。该功效初次展现了非局域性在量子模仿中的重要感化，为量子模仿器的开展开辟了新的研究标的目的。研究功效颁发在8月8日的《天然•光子学》上。

　　量子模仿器是处理特定问题的公用量子计算机，它最后是由费曼于1981年提出的。目前人们更多存眷量子模仿器的量子加速才能，操控的量子比特数越多，则运算才能越强。研究表白，若是操控量子比特数到达30个摆布，量子模仿器的运算才能就能超越通俗的典范计算机。目前尝试上能操控10个摆布量子比特。然而本研究功效初次显示了量子模仿器的另一个重要优势，即量子非局域特征。非局域量子模仿器能够用来研究一些量子物理根本问题，对那类问题典范计算机在原理上是无法求解的。

　　宇称-时间（PT）对称理论是由美国物理学家Bender等人于2002年对量子力学停止推广而提出的。我们晓得量子力学是基于一系列假定的，那么此中哪些假定能够放宽呢？Bernder等人认为哈密顿量的厄米性假定要求过严，能够放宽到用PT对称性假定取代，即假定哈密顿量具有空间-时间反演对称性。根据那一理论，我们如今认识的量子世界只是PT世界的一种特殊情状（具有厄米性）。李传锋研究组在尝试上模仿了一个如许的PT世界。他们将纠缠光子对分发到两个相距25米的尝试室构建非局域量子模仿器。除了纠缠光子对外，他们的量子模仿器还由一系列量子逻辑门及一个后选择操做构成。通事后选择（胜利几率50%），他们使纠缠光子对中的一个光子停止PT对称演化。量子模仿成果表白，操纵量子纠缠“鬼魂般的超距感化”，光子的PT对称演化能使信息以超越1.9倍的光速从一个尝试室传输到另一个尝试室。当然进一步的成果证明，若是考虑整个系统（包罗胜利部门和失败部门），则总体信息的传输速度是不克不及超越光速的。

　　本功效展现了非局域量子模仿器在研究量子物理根本问题中的重要感化，同时显示出了两个根本而有趣的问题：一是在现实世界中能否找到契合PT对称演化的量子系统，一旦找到则意味着有可能停止超光速通信；二是在“鬼魂般的超距感化”与超光速通信之间能否能容下一个比量子力学更根本的理论。

　　文章配合第一做者为唐建顺副研究员和博士生王轶韬，理论部门由韩永建传授完成。该工做得到了科技部、国度天然科学基金委、中科院和量子信息与量子科技前沿协同立异中心的帮助。

　　字，我是每个都认识的……