数学之神的科学家_科学家通过数学论证 证明"量子冻结现象"具有普遍性

数学之神的科学家_科学家通过数学论证 证明"量子冻结现象"具有普遍性

　　最近，一个由英国、意大利等多国大学研究人员组成的国际小组通过详细的数学论证，证明量子关联冻结现象普遍存在，也就是说，它与检测方法无关。

　　对未来量子技术的发展包括通讯、计算、传感和计量具有重要价值

　　科技日报北京4月10日电（记者常丽君）最近，一个由英国、意大利等多国大学研究人员组成的国际小组通过详细的数学论证，证明量子关联冻结现象普遍存在，也就是说，它与检测方法无关。他们还据此发现，在特定条件下利用一种球形重新定相隧道，不仅能防止退相干，或许还能逆转退相干。相关论文将发表在最近的《自然·科学报告》上。

　　一个量子系统不可避免地会与环境相互作用，从而导致退相干，物理学家一直在寻找控制退相干的方法。过去几年中，他们发现某些量子关联可以“冻结”在恒定状态，并在有干扰的环境中保持稳定，为抵抗退相干提供了一种潜在的保护机制。但迄今为止，量子冻结只是特定条件下的单个案例，其潜在的保护效应未能充分利用。

　　总体来看，大量对量子关联的研究都集中在纠缠上，而这只是量子关联的一种特殊类型。普遍认为，纠缠可以被认为是处于一个纯态的两个系统之间的量子关联。事实上，量子纠缠只代表量子关联中的极小一部分，因为并非所有状态都是纯态。

　　当两个系统处在一个有干扰的环境，通常会变成混合态，一部分混合态是非纠缠的。因此，这些系统之间的量子关联不一定为纠缠，而是表现为一种更普遍的形式，称为失协型量子关联。由于现实中的量子系统通常都包含混合态，所以失协型关联比纠缠更普遍，虽然人们还不太了解它。

　　据物理学家组织网报道，研究人员用冗长的数学描述进行了论证。他们的结果也证明了，以往发现的冻结并非数学上的偶然，失协型量子关联显出的冻结效应是一种真实的物理现象，这种现象在纠缠中则很难看到。这也表明，失协型量子关联比量子纠缠的抗干扰性更强。比如，量子纠缠遇到干扰时，可能突然消失，而失协型关联就不会出现这种情况。

　　从这种意义上说，可以把冻结认为是一种抗干扰的极稳固的形式，理论上允许操作任何量子协议而完全不受干扰影响。这种保护对未来量子技术的发展极具吸引力，包括通讯、计算、传感和计量。

　　研究人员还发现，对于某些混合态，球形量子控制隧道能逆转其退相干效应。这对量子技术具有重要意义，尤其是在量子纠错中。可以把隧道理解为使受了干扰影响的量子比特“重新聚集”。

　　在物理和生物学中，持久相干都是很有用的资源。英国诺丁汉大学格拉多·埃德索说：“目前我们正在研究多种动态干扰情况下，保持冻结或近冻结量子特征的条件。”

　　来源：中国科技网-科技日报

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