IT之家 6 月 13 日消息，量子糾纏作為量子計算、量子通信和量子傳感領域的核心資源，其制備速度長期受限于傳統(tǒng)厄米量子系統(tǒng)中量子比特間的耦合強度。能否突破這一限制、實現(xiàn)更快的量子操控，一直是量子信息科學領域的前沿熱點。

中國科學院精密測量科學與技術(shù)創(chuàng)新研究院馮芒研究團隊與鄭州大學等單位合作，在囚禁離子實驗平臺中首次實現(xiàn)了非厄米體系中糾纏生成的加速，成功超越傳統(tǒng)厄米量子速度極限。

研究團隊利用兩枚 40Ca+ 離子構(gòu)建線性 Paul 阱系統(tǒng)，量子比特編碼在 40Ca+ 離子的基態(tài)與亞穩(wěn)態(tài)能級上，通過 729 nm 激光驅(qū)動量子比特相干躍遷，854 nm 激光將 | 1 > 態(tài)耦合到短壽命激發(fā)態(tài)并引入可調(diào)耗散通道，同時利用雙色激光場實現(xiàn)兩離子之間的有效相互作用。

在僅有相干相互作用時，耦合強度為 J = 2π×625 Hz，對應的 Bell 態(tài)制備門時間為 200 微秒；在固定相干耦合強度的條件下選取三組逐步接近例外點的參數(shù)后，糾纏制備時間依次縮短為 177 微秒、155 微秒和 132 微秒，速度提升約 1.52 倍。

通常情況下，耗散效應被認為是破壞量子相干性的不利因素，但可控的耗散能將系統(tǒng)參數(shù)調(diào)至奇異點（例外點）附近，導致希爾伯特空間發(fā)生幾何畸變，從而為量子態(tài)演化提供“捷徑”。利用這一機制，產(chǎn)生最大糾纏態(tài)的速度比傳統(tǒng)厄米方案有了顯著提升。

不過值得注意的是，非厄米加速并非毫無代價 —— 理論分析和實驗工作點均表明，糾纏產(chǎn)生越快，布居泄漏到計算子空間之外的概率也越大，因此成功概率相應降低。

研究團隊在實驗中選取了兼顧加速效率與成功概率的工作點，并通過宇稱振蕩測量驗證了所制備糾纏態(tài)仍具有高保真度，從而成功展示了非厄米加速在實際應用中的可行性。

相關研究成果已于 2026 年 5 月 28 日在線發(fā)表于《物理評論快報》，這項成果首次在可編程量子系統(tǒng)中實驗證實了非厄米體系能夠突破傳統(tǒng)公認的量子速度極限，也證明了經(jīng)過精確設計的耗散不僅可以成為加速量子態(tài)制備的可控資源，更打破了長期以來將耗散單純視為有害因素的固有認知。

IT之家附論文地址：

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/g8v5-rbq7?

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