中国科学院物理研究所与海外合作者实现伪随机混态的纠缠相变观测
2024/03/29
![]() |
图 20比特全连通芯片与实验上的脉冲序列图
在国家自然科学基金项目(批准号:T2121001、92265207、11904393)等资助下,中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心范桁研究员等与中国科学院大学、加州大学圣塔芭芭拉分校、北京量子信息科学研究院等单位科研人员合作,在一个包含20比特的全连通超导量子芯片上(图),首次观测到随机混态中的纠缠相变现象。该研究成果以“伪随机混态的纠缠相变观测(Observation of entanglement transition of pseudo-random mixed states)”为题发表在《自然·通讯》(Nature Communications)上,论文链接为https://www.nature.com/articles/s41467-023-37511-y。
随机量子态指的是在整个希尔伯特空间中均匀分布的量子态,在量子计算、黑洞物理等领域具有广泛应用,但是由于希尔伯特空间的维数随着比特数指数增长,在实验上制备和观测多比特的随机量子态是十分困难的。最近的一些理论工作预测,将随机态划分为系统和环境两部分后,改变环境和系统的相对大小,系统内会出现纠缠相变。但是这种纠缠相变需要用到纠缠负度来刻画,而对多比特纠缠系统,这一实验测量一般是困难的。同时考虑到多比特随机量子态制备的挑战性,这种纠缠相变一直没有在实验上被人们所实现和观测。
研究团队通过基于全连通芯片上特有的全局纠缠逻辑门,以及随机单比特逻辑门所构建的伪随机线路来实现随机量子态的制备,由于这种全局纠缠门具有很强的纠缠能力,实验上通过较浅的伪随机线路就可以制备出包含最多15个比特的随机态,通过6比特的量子态层析获得其密度矩阵,实验上就得到了待研究系统不同组分间的纠缠负度谱和对数负度。实验数据表明纠缠负度谱的分布会随着环境和系统的大小而变化,实现了从无纠缠相,到最大纠缠相和纠缠饱和相三种不同的纠缠特征,从而实现了纠缠相变的观测。同时,为了确认所用线路的随机性,实验采样了多个随机线路的字符串采样输出,并与随机态所应该满足的理论分布进行对比,确认实验中所实现的线路层数符合随机态制备要求。
文章来源国家自然科学基金委员会,分享只为学术交流,如涉及侵权问题请联系我们,我们将及时修改或删除。
-
2026年第五届机器学习、云计算与智 26
-
2026年第二届计算机视觉与机器学习 627
-
2026年6月优质国际学术会议推荐 1157
-
2026年智慧教育与数据挖掘国际学术 813
-
2026年第11届生物医学信号与图像 697
-
2026资源、化学化工与应用材料国际 2559
-
2026年图像处理与数字创意设计国际 2369
-
2026年机械工程,新能源与电气技术 6849
-
2026年材料科学、低碳技术与动力工 2524
-
2026年海洋科学、水利工程与环境管 06-18
-
2026年环境工程、材料科学与循环经 06-18
-
2026年航空动力、流体力学与热物理 06-18
-
2026年地球化学、核物理与地质学国 06-18
-
2026年微机电、物理学与建模仿真国 06-18
-
2026年机械工程、电子技术与自动化 06-18
-
2026 JCR影响因子正式发布272
-
中国科协发布2025年《重要学术858
-
2026年新锐分区(原中科院期刊5648
-
2025年两院院士增选有效候选人5280
-
好学术:科研网址导航|学术头条分6842
-
2025年国际期刊预警名单发布!7028
-
2025年中科院期刊分区表重磅发24788
-
吉林大学校长张希:学术会议中的提8093
-
研究表明太阳耀斑终端激波可作为地06-24
-
研究揭示藻—菌共生体系强化养殖尾06-24
-
双功能手性双核镍催化研究获进展06-24
-
研究发现银河系中心极端环境下大质06-24
-
废塑料升级利用研究取得进展06-24
-
硒太阳能电池研究取得进展06-24
-
南京大学王涛团队首次发现110亿06-24
-
辽宁工程技术大学理学院 21514

-
北京百会纵横科技有限公司 24318

-
中国地质科学院地质研究所 23511

-
郑州译线通翻译有限公司 2918

-
湖南大学 18506

-
中国环境高技术协会 18330

-
中国自动化学会 21390

-
科技有限公司 18362

-
世界华商杂志社 18350

-
北京康源瑞廷酒店 2338

-
International As 8433

-
新电子杂志 18591

-
DME2011 2293

-
香港科学与工程研究中心 23417

-
第二届新型材料与化学工业国际学术 24315

-
中国林学会国际部 21418

-
世华国际投资咨询有限公司 23239

-
云南博海会展有限公司 24407

-
广州市香港科大霍英东研究院 23425

-
北京康慈医学中心 18339





















731










































