Команда профессора Линь Ихэна из Китайского университета науки и техники в сотрудничестве с профессором Юань Хайдуном из Китайского университета Гонконг добилась важного прогресса в области квантовой информации. Исследовательская группа успешно сгенерировала многотеловые квантные запутанные состояния в двух, трех и пяти режимах с помощью инновационных методов диссипативной инженерии, результаты которых были опубликованы в журнале Science Advances.

Многомодовая запутанность является основным ресурсом в области квантовых вычислений, связи и зондирования, и ее стабильная подготовка долгое время сталкивается с проблемой помех шума окружающей среды. Традиционные методы требуют строгой изоляции квантовых систем, чтобы уменьшить эффект диссипации, в то время как это исследование предлагает новую идею « превращения диссипации в ресурсы». Благодаря точному лазерному управлению цепью захваченных ионов команда добилась управляемой связи диссипативного спина с режимом вибрации, что сделало целевое квантовое состояние единственным устойчивым состоянием системы. Эта конструкция стимулирует спонтанную эволюцию других состояний в устойчивое состояние, что значительно повышает практичность и сферу применения технологии.

В ходе эксперимента исследовательская группа успешно подготовила двух-, трех- и пятимодовые сжатые запутанные состояния из начального горячего состояния с точностью более 84%. Путем измерения квантовой корреляции между режимами и применения критерия неразделимости Ван Локка-Гузе подтверждаются истинные характеристики запутанности многих тел. Этот метод может быть расширен до большего количества ионов и режимов движения путем точного контроля связи режимов движения ионов с внутренними состояниями.

Универсальность диссипативных инженерных методов еще больше подчеркивает их ценность. В исследовании отмечается, что эта технология не только применима к платформам ионных ловушек, но и может быть распространена на различные физические системы, такие как сверхпроводящие полости, атомные ансамбли и наномеханика, что обеспечивает универсальное решение для инженерии квантовых технологий. С развитием квантовых технологий в сторону системной интеграции методы генерации запутанности на основе диссипатива станут ключевой опорой для построения стабильных систем квантовой обработки информации и будут играть важную роль в области квантовых вычислений и многопараметрической оценки.