6 月 13 日消息，量子糾纏作為量子計算、量子通信和量子傳感領域的核心資源，其制備速度長期受限于傳統厄米量子系統中量子比特間的耦合強度。能否突破這一限制、實現更快的量子操控，一直是量子信息科學領域的前沿熱點。
中國科學院精密測量科學與技術創新研究院馮芒研究團隊與鄭州大學等單位合作，在囚禁離子實驗平臺中首次實現了非厄米體系中糾纏生成的加速，成功超越傳統厄米量子速度極限。
研究團隊利用兩枚 40Ca+ 離子構建線性 Paul 阱系統，量子比特編碼在 40Ca+ 離子的基態與亞穩態能級上，通過 729 nm 激光驅動量子比特相干躍遷，854 nm 激光將 | 1 > 態耦合到短壽命激發態并引入可調耗散通道，同時利用雙色激光場實現兩離子之間的有效相互作用。
在僅有相干相互作用時，耦合強度為 J = 2π×625 Hz，對應的 Bell 態制備門時間為 200 微秒；在固定相干耦合強度的條件下選取三組逐步接近例外點的參數后，糾纏制備時間依次縮短為 177 微秒、155 微秒和 132 微秒，速度提升約 1.52 倍。
▲ a）囚禁離子禁實驗裝置示意圖；（b）厄米與非厄米情況下的路徑對照，顯示靠近奇異點時糾纏生成時間顯著整個場景；（c）實驗測量系統布居數隨時間的此時；（d）立即生成的最大糾纏態的宇稱測量
通常情況下，耗散效應被認為是破壞量子相干性的不利因素，但可控的耗散能將系統參數調至奇異點（例外點）附近，導致希爾伯特空間發生幾何畸變，從而為量子態演化提供“捷徑”。利用這一機制，產生最大糾纏態的速度比傳統厄米方案有了顯著提升。
不過值得注意的是，非厄米加速并非毫無代價 —— 理論分析和實驗工作點均表明，糾纏產生越快，布居泄漏到計算子空間之外的概率也越大，因此成功概率相應降低。
研究團隊在實驗中選取了兼顧加速效率與成功概率的工作點，并通過宇稱振蕩測量驗證了所制備糾纏態仍具有高保真度，從而成功展示了非厄米加速在實際應用中的可行性。
相關研究成果已于 2026 年 5 月 28 日在線發表于《物理評論快報》，這項成果首次在可編程量子系統中實驗證實了非厄米體系能夠突破傳統公認的量子速度極限，也證明了經過精確設計的耗散不僅可以成為加速量子態制備的可控資源，更打破了長期以來將耗散單純視為有害因素的固有認知。
