中國科大郭光燦院士團隊在量子信息基礎研究中取得重要進展。該團隊李傳鋒、許金時、孫凱等人實驗研究了量子導引在開放系統(tǒng)中的動力學演化，驗證了非馬爾科夫記憶效應在恢復量子導引過程中的作用。該研究成果于5月16日在線發(fā)表在國際知名學術期刊《物理評論快報》上。 !Z U_,[  
99F>n[5  
量子導引是介于量子糾纏和貝爾非局域性之間的一種量子非局域關聯(lián)，描述了一方的局域測量影響另一方量子態(tài)的現象。其特有的方向性允許存在單向量子導引，即一方可以成功地導引另一方，反之卻不行。目前大多數量子導引的研究都是在封閉量子體系下進行的，而實際情形中，量子系統(tǒng)和環(huán)境之間的相互作用是不可避免的，并且這種相互作用通常會使得系統(tǒng)的信息逐漸向環(huán)境耗散。然而，在非馬爾可夫環(huán)境中，其記憶效應會使得已耗散的信息從環(huán)境回流到量子系統(tǒng)中，具體回流的能力由環(huán)境的非馬爾可夫度進行刻畫，更高的非馬爾可夫度意味著更強的信息回流能力。 z@!^ow)`J  
i^je.,Bi  
近年來，李傳鋒、許金時、孫凱等人對量子導引開展了一系列的實驗研究，包括全對無量子導引的驗證[PRL 113, 140402 (2014)]、單向量子導引的實現[PRL 116, 160404 (2016); PRL 118, 140404 (2017)]、量子導引在子通道鑒別任務中的應用[npj Quan. Inf. 4, 12 (2018)]以及驗證多體量子導引的非單配性共享關系[PRL 128, 120402(2022)]等。在本工作中，研究組實驗制備了兩種不同非馬爾可夫度的環(huán)境，首先研究了量子導引在耗散環(huán)境中的動力學演化，通過調節(jié)在耗散環(huán)境中的演化時間實現了多測量方向下系統(tǒng)狀態(tài)從最初的雙向導引到單向導引、以及不可導引的耗散過程。研究組進一步實現了在較高非馬爾可夫度環(huán)境中的量子導引恢復，驗證了越高非馬爾可夫度的環(huán)境對應的記憶效應越強，對量子導引的恢復能力也越強。另外，研究組還通過觀測到可導引量子態(tài)逐漸演化為具有糾纏但不可導引的量子態(tài)，證實了量子糾纏和量子導引之間的層級關系。 *I:mw8t  
PSW#^o  
6RH/V:YY  
該成果展示了非馬爾科夫記憶效應對于開放系統(tǒng)中量子導引動力學演化的影響，加深了對量子導引方向性的理解，也為其在開放量子系統(tǒng)中的應用提供了新的思路。 X$BXT  
R]CZw;zS_  
文章共同第一作者為中科院量子信息重點實驗室博士生王焱和郝澤琰。本研究工作得到科技部、國家基金委、中國科學院、安徽省的支持。 8W-]t1O%!  
?N4A9W9  
論文鏈接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.130.200202