近日，河南省科学院量子材料与物理研究所、中国科学院精密测量科学与技术创新研究院、郑州大学等单位在基于非厄米量子动力学的离子阱量子纠缠制备实验中取得进展。合作团队利用两个40Ca+离子构建可调的非厄米哈密顿量，实验观测到纠缠制备相对于对应厄米相互作用的明显加速，并定量揭示了速度提升与成功概率降低之间的内在权衡。相关研究成果以“Beating Hermitian Speed Limits for Entanglement Generation via Exceptional Points in a Trapped-Ion System”为题，于2026年5月28日发表于国际物理期刊《Physical Review Letters》（Phys. Rev. Lett. 136, 210201 (2026)）。量子所苏石磊教授为共同通讯作者。

量子纠缠是量子计算、量子通信和量子精密测量中的核心资源。对于传统厄米系统而言，纠缠产生的速度受到量子速度极限约束，其本质上由量子比特之间的相干耦合强度决定。在离子阱、超导量子比特等物理平台中，简单提高耦合强度往往会受到硬件约束的限制。因此，在不增强相干耦合的情况下寻找更快的纠缠制备方案是值得研究和探讨的。

非厄米物理为这一问题提供了新的思路。通过系统与环境耦合形成的有效耗散，可以在后选择或归一化动力学中表现为非厄米演化。尤其在例外点附近，系统的本征值和本征态发生合并，希尔伯特空间中的态演化几何会出现显著改变。这种变化可缩短从初态到目标纠缠态的有效路径，从而为超越对应厄米相互作用所设定的纠缠制备速度提供可能。

针对上述设想，合作团队在两枚40Ca+离子组成的线性Paul阱系统中开展实验。量子比特编码在40Ca+离子的基态与亚稳态能级上，729 nm激光用于驱动量子比特相干跃迁，854 nm激光将|1>态耦合到短寿命激发态，并通过自发辐射引入可调耗散通道。与此同时，研究人员利用双色激光场实现两离子之间的有效相互作用。在仅有相干相互作用时，耦合强度为 J = 2π×625 Hz，对应的Bell态制备门时间为200 μs。随后，在固定相干耦合强度的条件下，选取三组逐步接近例外点的参数进行实验。随着耗散-驱动比接近例外点，纠缠制备时间依次缩短为177 μs、155 μs和132 μs。其中最接近例外点的工作点在132 μs时达到最大并发度；与厄米基准相比，制备时间缩短约34%，速度提升约1.52倍。值得注意的是，非厄米加速并非无代价过程。理论和实验工作点分析表明，纠缠产生越快，布居泄漏到计算子空间之外的概率也越大，因而成功概率降低。

该研究证明，经过精确设计的耗散不只是量子相干性的破坏因素，也可以作为加速量子态制备的可控资源。该工作得到国家自然科学基金、广东省重点领域研发计划专项等基金项目的资助。