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科技日報記者 吳長鋒
記者22日從中國科學技術大學獲悉，該校郭光燦院士團隊李傳鋒、許金時、孫凱等人實驗研究了量子導引在開放系統中的動力學演化，驗證了非馬爾科夫記憶效應在恢復量子導引過程中的作用。該研究成果日前在線發表在國際學術期刊《物理評論快報》上。
量子導引是介于量子糾纏和貝爾非局域性之間的一種量子非局域關聯，描述了一方的局域測量影響另一方量子態的現象。其特有的方向性允許存在單向量子導引，即一方可以成功地導引另一方，反之卻不行。目前大多數量子導引的研究都是在封閉量子體系下進行的，而實際情形中，量子系統和環境之間的相互作用是不可避免的，并且這種相互作用通常會使得系統的信息逐漸向環境耗散。然而，在非馬爾可夫環境中，其記憶效應會使得已耗散的信息從環境回流到量子系統中，具體回流的能力由環境的非馬爾可夫度進行刻畫，更高的非馬爾可夫度意味著更強的信息回流能力。
中國科大供圖
在前期工作基礎上，研究組實驗制備了兩種不同非馬爾可夫度的環境，首先研究了量子導引在耗散環境中的動力學演化，通過調節在耗散環境中的演化時間實現了多測量方向下系統狀態從最初的雙向導引到單向導引，以及不可導引的耗散過程。研究組進一步實現了在較高非馬爾可夫度環境中的量子導引恢復，驗證了越高非馬爾可夫度的環境對應的記憶效應越強，對量子導引的恢復能力也越強。另外，研究組還通過觀測到可導引量子態逐漸演化為具有糾纏但不可導引的量子態，證實了量子糾纏和量子導引之間的層級關系。
這一研究成果展示了非馬爾科夫記憶效應對于開放系統中量子導引動力學演化的影響，加深了對量子導引方向性的理解，也為其在開放量子系統中的應用提供了新的思路。
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