科学探索|科学家实现在不破坏量子态的情况下测量机械量子系统的属性( 二 ) 科学家实现在不破坏量子态的

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创建一个混合系统，其中谐振器的状态反映在量子比特的频谱中，是非常具有挑战性的。对于量子状态在量子比特和谐振器中能维持多长时间，才会因外界的不完善和扰动而消失，有着严格的要求。因此，该团队的任务是推动量子比特和谐振器量子状态的寿命。通过一系列的改进后他们成功了，包括仔细选择所使用的超导量子比特的类型，并将混合装置封装在一个超导铝腔中以确保严密的电磁屏蔽。
在需要了解的基础上提供量子信息
在成功地将他们的系统推入所需的操作体系（被称为"强色散体系"）之后，该团队能够在用不同的振幅刺激声学共振器，然后温和地提取其声子数量分布。此外，他们展示了一种方法，可以在一次测量中确定共振器中的声子数量是偶数还是奇数--一种所谓的奇偶性测量--而不需要了解关于声子分布的任何其他信息。获得这种非常具体的信息，但没有其他信息，在一些量子技术应用中是至关重要的。例如，奇偶性的变化（从奇数到偶数的转变或反之亦然）可以表明一个错误已经影响到了量子态，需要进行纠正。当然，这里至关重要的是，被纠正的状态不被破坏。
然而，在实施这种纠错方案之前，有必要进一步完善混合系统，特别是要提高操作的保真度。但是，到目前为止，量子纠错还不是地平线上的唯一用途。在科学文献中，有大量令人兴奋的理论建议，用于量子信息协议以及基础研究，这些建议得益于声学量子态驻留在大质量物体中的事实。例如，这为探索大型系统极限下的量子力学范围以及利用机械量子系统作为传感器提供了独特的机会。