量子纠缠的加速建成

在量子力学中有一种叫做“量子纠缠”的现象，它可以让两颗或者更多的量子粒子间产生奇特的联系，超越了经典物理学的范畴。量子纠缠是量子信息技术的核心资源，它可以用于量子计算、量子通信、量子传感等领域。因此，如何有效地生成和控制量子纠缠是一个重要的研究课题。

什么是非欧米系统呢？简单地说，就是那些不满足厄米性条件的系统。厄米性是指一个算符或矩阵与它的共轭转置相等，这样它就有一组正交归一化的本征态，并且本征值都是实数。厄米性在量子力学中有着重要的意义，因为它保证了能量守恒和概率归一化等基本原理。然而，并不是所有的物理系统都满足厄米性条件。有些无约束系统会出现一定程度的能量损失或非线性增益，导致本征值变成复数，并且本系统的征态不再正交正态分布的归一化。

在这篇论文中，作者考虑了一个由两个非厄米量子比特组成的系统，每个量子比特都有一个实数能级和一个复数能级，分别对应于没有能量损失或增益的基态和有能量损失或增益的激发态。两个量子比特之间有一个微弱的耦合，可以用一个实数参数来描述。作者发现，在某些条件下，这个系统会出现高阶异常点，比如三阶或四阶异常点。在这些异常点附近，两个量子比特之间的纠缠会以一种指数增长的方式快速生成，并且可以达到最大纠缠态。作者还建立了一个基于双正交完备基础的非厄米微扰理论，来解释这种现象，并且给出了获得最大纠缠态的最优条件。

这篇论文的主要贡献是提出了一种利用非厄米系统中的高阶异常点来加速生成量子纠缠的方案，并且给出了理论分析和数值模拟。这种方案不需要增加两个量子比特之间的耦合强度，而只需要调节它们的能量损失或增益参数，就可以实现纠缠生成的加速。这为利用非厄米系统中的相干非幺正耗散来实现量子信息技术提供了一种新的途径。研究人员发现，在一个非常简单的实验中，通过使用一个量子计算机，他们就可以在单个光子的情况下生成一个量子比特。

（编辑：银川站长网）

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