中国科学技术大学李传锋研究组与芬兰、德国的研究组合作,3日首次实现对开放量子系统的环境调控,开创了非马尔科夫过程定量研究的先河,对推进量子信息研究具有重要意义。
上世纪初期,俄罗斯数学家马尔科夫、柯尔莫哥洛夫等人开创了无记忆性随机过程的研究,并使用微分方程等分析方法奠定了马尔科夫过程的理论基础。但近年来随着实验技术的不断提高,人们在越来越多的体系中发现了“非马尔科夫过程”的存在。
调控出不具有马尔科夫特性的环境,对现代量子信息研究具有重要意义。在这样的环境中,能将发出的信息返还给量子系统,因此可以构造量子存储器。然而,由于环境的复杂性,之前人们很难实现这样的调控。
中国科技大学李传锋研究组与芬兰、德国科学家合作,通过一系列创新方法,在近期首次实现了对开放量子系统环境的调控。他们制备出高纯度的纠缠光子对,创造性地在光路中加入特制的法布里-玻罗腔,通过改变法布里-玻罗腔的转动角度,观察到了开放系统动力学演化的突变现象:当转动到某个角度时,环境的马尔科夫性会突然消失,变成非马尔科夫环境。
这项成果近日发表在国际著名学术期刊《自然·物理》上,对于噪声环境中量子纠缠态的调控、量子计算、量子存储等研究具有重要意义。