像拼搭乐高积木相同制备量子羁绊态

将多个粒子的状况进行拆解后从头“组合编列”，这样便会像拼搭乐高积木相同发作出羁绊态。

撰文 | 董唯元

前期研究者制备羁绊联络的思路十分刻板：要么从粒子出世的产房下手，精心设计初始状况，使一起发作的一对粒子具有特定的羁绊联络；要么从粒子间彼此作用下手，经过细心调理的散射条件来完成所需求的羁绊。不管哪种办法，都是极为耗神吃力的麻烦事。

1992年，贝尔实验室的Bernard Yurke和David Stoler使用微观粒子的全同性，首先明确提出了一种快捷制备羁绊态的办法，并使用此办法描绘了制备贝尔态的详细进程[1, 2]。2019年末，波兰研究者Pawel Blasiak和Marcin Markiewicz将这一办法进一步推行，提出了原则上能够制备恣意特定羁绊态的一般性办法，并将效果宣布在《天然》杂志上[3]。

粒子全同性，是量子理论所提醒的基本粒子的风趣性质之一。在经典模型中，两个陌生人的粒子就像沙漠中的两颗砂砾，除非彼此触摸，不然它们之间不会存在任何联络。而量子理论告知咱们，基本粒子其实是动摇着的场的激起，世界上的恣意两个X粒子，都是源自同一个X场的激起。所以两个基本粒子更像是同一片水洼中的两颗水滴，总是天然生成便彼此之间存在着联络。正是这一独特的特点，为羁绊态的制备供给了先决条件。

在Pawel Blasiak和Marcin Markiewicz介绍的办法中，制备多个粒子羁绊态变成了一项分外的简略的使命。简而言之，他们的办法便是将多个粒子的状况进行拆解后从头“组合编列”，这样便会像拼搭乐高积木相同发作出羁绊态。办法的中心就在于这个“编列”进程，详细需求哪种羁绊态，就进行相应的编列即可。

论文中作者例举了几个很具实用价值的比如：别离对应贝尔态、GHZ态和W态所对应的制备办法。

这一办法对输入端粒子的来历没有一点特殊要求，制备进程也不需求多个粒子之间发作彼此作用，并且这一办法对玻色子和费米子相同有用。就像用活字印刷术代替雕版印刷，这种快捷的新办法无疑为量子计算技术提前平民化处理了一个关键问题。

参考资料

[1] Yurke, B. & Stoler, D. Bell’s-inequality experiments using independent-particle sources. Phys. Rev. A 46, 2229 (1992).

[2] Yurke, B. & Stoler, D. Einstein-Podolsky-Rosen Effects from Independent Particle Sources. Phys. Rev. Lett. 68, 1251 (1992).

[3] Blasiak, P., Markiewicz, M. Entangling three qubits without ever touching. Sci Rep 9, 20131 (2019). https://doi.org/10.1038/s41598-019-55137-3