物理学家成功揭示“暗态”，助力量子信息的处理

在奥地利科学院量子光学和量子信息研究所（IQOQI）的格哈德-基希迈尔实验室里，科学家将超导量子比特耦合到了波导中。当这些量子比特中被纳入波导时，它们相互作用，产生了所谓的“暗态”。

“这些是与外界完全脱钩的纠缠量子态，”该论文的第一作者Max Zanner解释说，“可以说，它们是不可见的，这就是为什么它们被称为暗态。这些状态对于量子模拟或量子信息的处理是有意义的。”

然而，到目前为止，人们还不能在不破坏其不可见性的情况下适当地控制和操纵这些暗态。现在，由Gerhard Kirchmair领导的团队已经开发出一个系统，用它可以从外部操纵微波波导中超导电路的暗态。

研究团队将四个超导量子位建在一个微波波导中，并通过两个侧面的入口连接控制线。通过这些线使用微波辐射，他们可以操纵暗态。这四个超导电路共同构成了一个强大的量子位，其存储时间比单个电路的存储时间长约500倍。在这个量子位中同时存在多个暗态，可用于量子模拟和量子信息处理。原则上，这个系统可以任意扩展。

物理学家开发的控制暗态的原则上不仅可以通过超导量子比特实现，也可以在其他技术平台上实现。他们强调说：“然而，我们使用的电路，其功能类似于人造原子，与真正的原子相比具有优势，因为后者更难与波导强耦合。”

该研究论文题为"Coherent control of a multi-qubit dark state in waveguide quantum electrodynamics"，已发表在《自然·物理学》期刊上。

前瞻经济学人APP资讯组

论文原文：https://www.nature.com/articles/s41567-022-01527-w