超相干性:利用长程相互作用在无序系统中保持集体相干性
具有合成维度的人工量子系统使研究人员能够探索常规材料中难以实现的新型量子现象。这种合成自由度可在不改变物理结构的情况下增加系统维度,从而在低维装置中实现高维物理效应。然而合成量子系统通常存在固有无序性,导致快速退相干现象,这严重制约了系统可扩展性——成为量子信息科学领域的主要障碍。 该研究团队发现,仅需引入少量长程相互作用即可有效抑制退相干,在高度对称的集体激发态中产生持久的集体相干性。研究人员将这种普适现象命名为“超相干性”,并证明其在临界相互作用强度和无序度达到动力学相变前都具有卓越的抗无序鲁棒性。超相干性不仅能稳定量子态的相干性,还能维持态的所有其他量子特性,这挑战了关于无序相互作用量子系统中退相干必然性的传统认知,为量子存储与量子信息处理开辟了新机遇。
