我國科研人員在單原子層面上證實了量子體系存在操控速度的極限。這一研究成果不僅涉及量子力學(xué)和熱力學(xué)的基本問題，而且對于優(yōu)化量子測量、量子態(tài)制備、量子信息讀取乃至加快量子計算的速度等，都具有重要參考意義。

　　記者24日從中國科學(xué)院精密測量科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新研究院獲悉，其馮芒研究團(tuán)隊與鄭州大學(xué)閆磊磊、蘇石磊團(tuán)隊以及廣州工業(yè)技術(shù)研究院、河南大學(xué)等單位合作，利用單個超冷鈣離子構(gòu)造的量子模擬實驗平臺，證實了量子體系存在操控速度的極限。研究過程中，團(tuán)隊針對不同參數(shù)條件進(jìn)行了多次實驗，并反復(fù)對比了測量結(jié)果。最終證明量子信息讀取的快慢取決于量子體系熵的變化，這為提升量子精密測量技術(shù)和量子操控效率所需的能耗提供了原理性的解釋。

　　這一研究表明單個離子構(gòu)成的量子模擬器能夠精確地模擬量子非平衡熱力學(xué)過程。這再一次展示了量子技術(shù)的巨大潛力和廣闊前景。國際期刊《物理評論快報》以亮點論文的形式發(fā)表了相關(guān)研究成果，美國物理學(xué)會發(fā)表專文對此項成果進(jìn)行評述，稱“該實驗令人印象深刻”。

　　馮芒研究團(tuán)隊一直致力于發(fā)展基于鈣離子的量子精密操控關(guān)鍵技術(shù)。2018年，他們利用量子模擬實驗平臺驗證了信息學(xué)著名原理之一的蘭道爾原理在量子領(lǐng)域的適用性，用實驗數(shù)據(jù)表明量子永動機(jī)不可能存在。當(dāng)時和此次的研究中用到的離子阱系統(tǒng)，是目前最有希望展現(xiàn)量子技術(shù)優(yōu)越性的候選者之一。