加速量子纠缠的产生

一组研究人员找到了一种加速量子纠缠产生的方法，这是量子力学的一个神秘特性，阿尔伯特·爱因斯坦曾将其描述为“幽灵般的远距离作用”。

这一发现背后的研究人员包括CharlesM.Hohenberg物理学教授KaterMurch;陈伟建，物理系博士后研究员;和玛丽亚姆·阿巴西(MaryamAbbasi)，化学系博士后研究员。他们的论文登上了《物理评论快报》的封面。

自爱因斯坦及其同事在20世纪30年代首次提出纠缠以来，纠缠一直困扰着研究人员以及几乎所有读过量子物理学的人。

正如默奇所解释的，粒子可以以组合不同状态(例如激发态或基态)的“叠加”形式存在。这是量子粒子的一种奇怪行为，但当物理学家考虑两个粒子的叠加时，它会变得更加令人毛骨悚然。

随着时间的推移，两个彼此靠近的粒子可能会纠缠在一起，这意味着它们将始终具有相应的状态。单独的任何一个粒子都有相同的机会被激发或接地，但它们在一起时会一致。

在一种可能的情况下，如果发现一个处于基态的纠缠粒子，则另一个粒子必须立即处于激发态以匹配——即使它距离光年远。这个概念已经通过多次实验得到证明，但这并不容易理解。“这绝对令人兴奋，而且违背直觉，”默奇说。

在新项目中，研究人员利用受先前实验启发的理论模型来寻找纠缠的捷径。默奇说：“通过涉及复杂能量的量子动力学中的一些微妙技巧，我们找到了一种方法，可以根据量子系统相互作用的强度，使量子系统以比预期更快的速度陷入纠缠。”

这条捷径是Konneker杰出物理学荣誉教授CarlBender1998年发现的延伸。当时，本德描述了一种可以获得和失去能量的新型量子系统。此类系统包含“例外点”——系统相关状态相互重叠的特殊参数点。

默奇、陈和其他人发现，如果附近有一个异常点，粒子纠缠的速度会更快。“这个模型帮助两个弱相互作用的粒子建立纠缠，”陈说。

默奇说，任何可以加速纠缠的方法都可能在量子计算机和其他新兴技术中具有潜在的应用。“当人们谈论量子技术时，他们主要谈论的是量子系统纠缠的能力，”他说。“我们一直在寻找可控纠缠系统的方法。”

这些进步是量子飞跃中心的主要目标，该中心是艺术与科学战略计划的一项标志性举措，旨在将量子见解和技术应用于物理学、生物医学和生命科学、药物发现和其他影响深远的领域。默奇是该中心的联合主任。

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