近日，奇科量子與中山大學合作，利用宇宙對稱陷阱量子位元，在耗散雷射建立的開放系統中實現了量子速度極限（QSL），並從布洛赫球的角度進行了理論解釋。 研究成果於1月23日發表在國際期刊《New Journal of Physics》上，題目為“Achieving Quantum Speed Limit in Open System with a PT-Symmetric Trapeped-ion Qubit”。
圖：**官方公布。
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近年來，大量的理論研究致力於探索開放量子系統的最快速演速度。 聯合研究小組在**具有可控狀態依賴性耗散和哈密頓對角項耦合的離子阱中PT對稱系統的QSL是第乙個實驗研究。
該團隊通過將耗散雷射引入離子阱來構建PT和反PT哈密頓量，從而增強了量子位元與環境能量的相互作用。 在這個過程中，171yb+離子被激發到激發態，然後通過自發輻射衰變回基態。 通過調整耗散強度，研究小組觀察到量子態的演化時間隨著耗散強度的增加而減小，從而接近QSL。
圖 - 陷阱量子位元的非厄公尺特狀態轉移。 (a).1 至 |0⟩，(b).0 到 |1 和 （c）.|1 至 |s 的演化時間取決於 J。 (d).從量子態色譜法獲得的（c）中五個不同j的最終狀態的保真度。
該團隊改進了QSL，同時優化了耗散引數，以確保高保真度。 實驗結果表明，在Pt對稱和反Pt對稱哈密頓量下，量子態演化時間變短，量子態演化保真度保持在98%以上。
這項研究不僅在理論上取得了重大突破，而且：相關研究已在奇科量子的50位俘獲離子量子計算機上得到實踐應用，為量子計算機的實際應用和商業化提供了新的動力。
同時，本研究證明的QSL為實現最優量子控制提供了新的視角，例如將單量子位元非城市位元布洛赫球體擴充套件到 n 量子位元情況，這可能有助於更好地理解開放量子系統中的 n 量子位元門操作; 非厄公尺特條件下的QSL為尋找新的精密測量方法提供了潛在的解決方案，接近QSL可以提高非厄公尺特系統中量子測量的精度; QSL的探索可以幫助解決開放系統中的許多問題，如狀態轉換的加速是否也能提高糾纏的產生速率，狀態轉換的能量成本是否可以通過達到QSL最小化等。
作為國內首家離子阱量子計算公司，奇科量子一直專注於基於分布式量子計算和量子網路技術的產品、標準和平台的研發和運營，探索產學研融合之路。 奇科量子相關負責人表示，此次與中山大學的合作是校企之間的又一次“強強聯合”，雙方在國際知名期刊上發表多篇文章，共同攻克量子測控系統問題。
未來，奇科量子將與更多的高校和研發機構在科研、學術交流、人才培養等環節開展深度合作，共同推動中國量子科技的發展。
關於《新物理學雜誌》
由IOP和德國物理學會共同出版的《新物理學雜誌》（NJP）是第一本發表物理學各個領域原創研究成果的開放獲取期刊。 NJP是一本傑出的科學成就的領先期刊，吸引了全球物理學界的關注和興趣，涵蓋的主題包括：量子物理學（包括量子資訊）; 原子與分子物理學; 光學、光子學和器件物理學; 凝聚態; 奈米科學; 軟物質和聚合物; 化學物理; 統計力學、熱力學和非線性系統; 流體力學; 血漿; 核與粒子物理學; 宇宙學和天體物理學; 生物和醫學物理學; 地球科學和地球物理學等。