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科學(xué)家實(shí)驗(yàn)觀測(cè)到非馬爾科夫性證明了量子記憶效應(yīng)的操作依賴性

2021-06-24 08:40:39 來(lái)源：科技日?qǐng)?bào)

記者6月17日從中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校郭光燦院士團(tuán)隊(duì)李傳鋒、柳必恒等人與奧地利科學(xué)院理論物理學(xué)家合作，實(shí)驗(yàn)觀測(cè)到開(kāi)放量子系統(tǒng)多步演化的非馬爾科夫性，證明了量子記憶效應(yīng)的操作依賴性。研究成果日前發(fā)表在國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊《物理評(píng)論快報(bào)》上。

記憶效應(yīng)在自然界中普遍存在，例如疾病傳播、生化過(guò)程、光纖通信等。記憶效應(yīng)的長(zhǎng)度、強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)等是表征物理演化的重要參數(shù)。在量子信息科學(xué)中，理解和控制記憶效應(yīng)對(duì)于發(fā)展量子技術(shù)至關(guān)重要。由于系統(tǒng)和環(huán)境的耦合，開(kāi)放量子系統(tǒng)的演化會(huì)展現(xiàn)非馬爾科夫性，為研究量子記憶效應(yīng)提供了平臺(tái)。然而，由于量子測(cè)量會(huì)引起系統(tǒng)量子態(tài)的坍縮，實(shí)驗(yàn)者對(duì)系統(tǒng)的探測(cè)會(huì)影響系統(tǒng)的后續(xù)演化，以前人們對(duì)量子記憶效應(yīng)的研究局限在單步演化過(guò)程，即初態(tài)制備后進(jìn)行演化最后進(jìn)行量子測(cè)量，而在演化過(guò)程中不進(jìn)行測(cè)量。

在前期工作的基礎(chǔ)上，李傳鋒、柳必恒等人利用過(guò)程張量的方法，將可控探測(cè)和系統(tǒng)演化分開(kāi)，從而可以研究多步演化。研究組利用一對(duì)糾纏光子的偏振和路徑自由度，構(gòu)造了兩類多步演化的開(kāi)放系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)過(guò)程，通過(guò)度量這兩類演化過(guò)程在不同測(cè)量方式下的非馬爾科夫性，證實(shí)了量子記憶強(qiáng)度的操作依賴性。

這一研究成果開(kāi)啟了多步演化過(guò)程的量子非馬爾科夫性的實(shí)驗(yàn)研究，充分展示了多步演化過(guò)程的高階量子記憶效應(yīng)特征。

標(biāo)簽：科學(xué)家非馬爾科夫性量子記憶效應(yīng) 依賴性