RIKEN 的一組理論物理學家提出了一種新方法來實現聲子（與聲音相關的粒子）的單向量子同步。這個方法之所以脫穎而出，是因為即使面對製造缺陷和環境噪音等現實挑戰，它仍然非常有效。
許多現代技術都依賴像單行道一樣運作的組件。這些設備允許粒子或訊號在一個方向上自由移動，同時大大減少在相反方向上的移動。它們被稱為非往復元件，廣泛用於微波和光學系統中，以校正訊號並減少不必要的反射。
RIKEN 量子計算中心 (RQC) 的 Franco Nori 表示：“不可逆分量允許訊號沿著所需路徑傳播，同時在相反方向上強烈衰減。” “這種能力的應用範圍從訊號處理到隱形隱形。”
單向量子同步
研究人員長期以來一直試圖創造一種稱為不可逆量子同步的相關現象。在此過程中，當資訊沿著一個方向流動時，兩個量子系統會同步，但在相反方向上不會發生同步。
儘管人們對此很感興趣，但開發一種實用的方法來實現這一效果卻很困難。早期的提案通常容易受到一系列限制，導致在現實世界中實施變得困難。
RQC Adam Miranowicz 表示：“由於隨機製造缺陷和環境噪聲，實用量子技術面臨嚴峻的挑戰。” “這些因素極大地抑制了——甚至完全破壞了傳統方法中的量子資源。”
新方法克服了噪音和錯誤
在一項新的理論研究中，Nori、Miranowicz 和 Deng-Gao Lai 開發了一種聲子非互易量子同步技術，避免了許多阻礙先前方法的障礙。
諾裡說：“這一進展為創建具有未來實際應用性的脆弱而強大的量子資源奠定了新的基礎。”
他們的策略將兩種獨立的量子效應結合到一個框架中。使用這種方法，當從一個方向施加光或磁場時，聲子會同步，但當相同的影響來自相反方向時，不會發生同步。
量子科技驚人的穩健性
研究人員對該系統的彈性感到特別驚訝。
「我們很高興地發現，即使存在重大錯誤和噪聲，量子同步仍然存在，」賴說。 “以前，如果不使用複雜的保護方案，這被認為是不可能的。”
團隊相信這些發現可以推動實用量子技術的發展，並計劃繼續探索這個概念。
「透過實現強大的不可逆量子同步，我們的研究為更可靠的量子處理器和受保護的量子資源鋪平了道路，」賴說。 “我們現在計劃探索量子網路和容錯量子資訊處理應用。”
