在奧地利科學(xué)院量子光學(xué)和量子信息研究所（IQOQI）的格哈德-基希邁爾實(shí)驗(yàn)室里，科學(xué)家將超導(dǎo)量子比特耦合到了波導(dǎo)中。當(dāng)這些量子比特中被納入波導(dǎo)時(shí)，它們相互作用，產(chǎn)生了所謂的“暗態(tài)”。
“這些是與外界完全脫鉤的糾纏量子態(tài)，”該論文的第一作者M(jìn)ax Zanner解釋說，“可以說，它們是不可見的，這就是為什么它們被稱為暗態(tài)。這些狀態(tài)對(duì)于量子模擬或量子信息的處理是有意義的。”
然而，到目前為止，人們還不能在不破壞其不可見性的情況下適當(dāng)?shù)乜刂坪筒倏v這些暗態(tài)。現(xiàn)在，由Gerhard Kirchmair領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)開發(fā)出一個(gè)系統(tǒng)，用它可以從外部操縱微波波導(dǎo)中超導(dǎo)電路的暗態(tài)。
研究團(tuán)隊(duì)將四個(gè)超導(dǎo)量子位建在一個(gè)微波波導(dǎo)中，并通過兩個(gè)側(cè)面的入口連接控制線。通過這些線使用微波輻射，他們可以操縱暗態(tài)。這四個(gè)超導(dǎo)電路共同構(gòu)成了一個(gè)強(qiáng)大的量子位，其存儲(chǔ)時(shí)間比單個(gè)電路的存儲(chǔ)時(shí)間長(zhǎng)約500倍。在這個(gè)量子位中同時(shí)存在多個(gè)暗態(tài)，可用于量子模擬和量子信息處理。原則上，這個(gè)系統(tǒng)可以任意擴(kuò)展。
物理學(xué)家開發(fā)的控制暗態(tài)的原則上不僅可以通過超導(dǎo)量子比特實(shí)現(xiàn)，也可以在其他技術(shù)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)。他們強(qiáng)調(diào)說：“然而，我們使用的電路，其功能類似于人造原子，與真正的原子相比具有優(yōu)勢(shì)，因?yàn)楹笳吒y與波導(dǎo)強(qiáng)耦合。”
該研究論文題為"Coherent control of a multi-qubit dark state in waveguide quantum electrodynamics"，已發(fā)表在《自然·物理學(xué)》期刊上。
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