研究人员已经找到了一种方法来保护高度脆弱的量子系统免受噪音的影响，这将有助于设计和开发新的量子设备，比如超级强大的量子计算机。

 

来自剑桥大学(University of Cambridge)的研究人员已经证明，即使在很长一段距离内，微观粒子之间存在随机中断，它们也能保持内在联系或纠缠在一起。利用量子理论的数学原理，他们发现了一种简单的装置，通过利用量子系统中先前未知的对称性，即使在噪音存在的情况下也可以制备和稳定纠缠粒子。

 

他们的研究结果发表在《物理评论快报》(Physical Review Letters)杂志上，为了解神秘的量子世界打开了一扇新的窗户。通过在嘈杂的环境中保留量子效应，这可能会彻底改变未来的技术，而这正是开发量子技术的唯一最大障碍。利用这种能力将是超快量子计算机的核心。

 

量子系统建立在粒子在原子水平上的特殊行为上，可能会彻底改变复杂计算的执行方式。一般的计算机位是可以设置为1或0的电子开关，而量子位或量子位可以同时设置为1、0或两者。此外，当两个量子位纠缠在一起时，无论两个量子位之间的距离有多远，一个量子位的操作都会立即影响另一个量子位。正是这种双重状态赋予了量子计算机强大的能力。用纠缠量子位元而不是普通量子位元构建的计算机，杏耀招商其运算能力甚至远远超过了最强大的超级计算机。

 

剑桥卡文迪什实验室的肖万·杜塔博士是该论文的第一作者，他说:“然而，量子位元是极其挑剔的东西，环境中哪怕是一点点的噪音都能打破它们之间的纠缠。”“除非我们能找到一种方法使量子系统更加健壮，否则它们在现实世界中的应用将受到限制。”

 

一些公司——最著名的是IBM和谷歌——已经开发出可工作的量子计算机，尽管到目前为止这些计算机被限制在100个量子位以内。它们需要与噪音完全隔离，即使这样，也只有几微秒的短暂寿命。两家公司都计划在未来几年内开发1000量子位的量子计算机，尽管除非稳定问题得到解决，否则量子计算机将无法实现实际应用。

 

现在，杜塔和他的合著者奈杰尔·库珀教授发现了一个健壮的量子系统，在这个系统中，即使有很多噪音，也会有多对量子位元纠缠在一起。

 

他们模拟了一种晶格结构的原子系统，原子之间强烈地相互作用，从晶格的一个位置跳到另一个位置。作者发现，如果在晶格的中间加入噪声，它不会影响左右两边的纠缠粒子。这种令人惊讶的特征源于一种特殊的对称，这种对称保留了这种纠缠对的数量。

 

“我们根本没想到会出现这种稳定型的纠缠，”杜塔说。“我们偶然发现了这种隐藏的对称性，这在这些嘈杂的系统中是非常罕见的。”

 

他们指出， 杏耀娱乐总代团队教程，这种隐藏的对称保护了纠缠对，并允许它们的数量被控制在从零到一个很大的最大值。类似的结论可以应用于广泛的物理系统，并且可以在实验平台上用现有的成分实现，这为在嘈杂环境下实现可控纠缠铺平了道路。

 

“不受控制的环境干扰对纠缠等量子效应的存活不利，但通过有意设计特定类型的干扰并观察粒子如何反应，可以学到很多东西，”杜塔说。“我们已经证明，一种简单形式的扰动实际上可以产生并保留许多纠缠对，杏耀招代理这是该领域实验发展的巨大动力。”

 

研究人员希望在明年用实验来证实他们的理论发现。