一组物理学家通过观察量子系统的波动如何随时间传播来阐明量子系统的某些特性。这项研究提供了对量子计算基础的复杂现象的复杂理解 - 这种方法可以比传统计算更有效地执行某些计算。
“在量子计算时代，对我们正在构建的系统进行精确表征至关重要，”纽约大学物理系助理教授Dries Sels解释说，该论文发表在《自然物理学》杂志上。“这项工作重建了量子液体的完整状态，与量子场论的预测一致 - 类似于描述我们宇宙中基本粒子的预测。
塞尔斯补充说，这一突破为技术进步提供了希望。
“量子计算依赖于在不同子系统之间产生纠缠的能力，而这正是我们可以用我们的方法探测的，”他指出。“进行如此精确表征的能力也可以带来更好的量子传感器 - 量子技术的另一个应用领域。
该研究小组包括来自维也纳理工大学，苏黎世联邦理工学院，柏林自由大学和马克斯 - 普朗克量子光学研究所的科学家，对量子系统进行了断层扫描 - 特定量子态的重建，目的是寻找理论的实验证据。
所研究的量子系统由超冷原子组成 - 缓慢移动的原子，由于其接近零的温度而使运动更容易分析，被困在原子芯片上。
在他们的工作中，科学家们创造了这个量子系统的两个“副本”——雪茄形的原子云，随着时间的推移而进化而不会相互影响。在这个过程的不同阶段，研究小组进行了一系列实验，揭示了两个拷贝的相关性。
“通过构建这些相关性的整个历史，我们可以推断出系统的初始量子态是什么并提取其属性，”Sels解释说。“最初，我们有一个非常强耦合的量子液体，我们将其分成两种，使其演变为两种独立的液体，然后我们重新组合它以揭示液体中的涟漪。
“这就像在将一块石头扔进池塘后观察池塘中的涟漪，并推断岩石的特性，例如它的大小、形状和重量。”
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