量子傳輸存在速度限制！科學家首次驗證原子在兩點之間傳播的最快速度
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雖然在量子世界中量子傳輸速度，將信息從一處連接到另一處也需要時間。 來自環境的干擾會提高量子計算機的性能，而盡可能快地估計是減少這些影響的一種技術。 而且，估計太快也會導致信息丟失，因此這類系統存在“速度限制”。
此前，通過最快路徑——量子最速下降線（）將初始量子態轉換為目標態是許多基于量子熱的技術面臨的根本挑戰。
這些二基態系統中量子最陡下降線的方案是已知的。 然而，該解決方案不適合較大的系統，特別是當無法通過局部變換達到目標狀態時。 一些量子技術，例如原子干涉儀，需要一個系統在許多量子態之間進行通信。 此類系統也應該有速率限制，但尚未被預測或檢測到。
在美國克拉科夫學院的安德里亞·阿爾貝蒂 ( ) 和他的朋友們的最新成果中，展示了原子波包。 科學家將兩束相對的激光束疊加形成串擾，然后將銫原子倒入波谷中，使串擾移動并改變波谷的位置，并檢測到傳輸原子（波包）的最快速度超過15倍它的厚度。
研究人員對傳輸保真度的檢查揭示了物質波相關分裂和重組的最短持續時間，從而得出了重要的量子速率限制。 他們依靠量子態動力學的幾何解釋來獲得對這一極限的數學洞察。
在他們的實驗中量子傳輸速度，研究小組使用了所謂的光學晶格陷阱，并使用微波場將原子冷卻到最低振動狀態。 在這些狀態下，每個原子就像在碗中以最小幅度來回搖動的液體。
阿爾貝蒂和他的朋友們使用恒速和變速將原子傳輸了0.5微米的距離。 在每種情況下，研究人員都檢查了保真度。 研究人員發現，當旅途中的平均速度高于每秒 17 毫米時，保真度特別好，但當平均速度較高時，保真度會增加到低得多的值。
研究人員已經能夠在盡可能短的時間內在兩個地點之間運輸原子，這一成就對量子技術具有重大影響。 這些結果闡明了量子態動力學的基本極限，并有望在量子傳感器和量子估計中找到相關應用。
上述研究發表在《物理評論X》（X）上，標題為“”。
翻譯/前瞻經濟學人APP資訊群