量子糾結純度之謎破解！科學家攻克20年難題

日本理化學研究所(RIKEN)與荷蘭阿姆斯特丹大學的科學家聯手，在量子技術領域取得重大突破。他們成功推導出精確數學公式，解決了困擾學界20年的量子糾結純化難題，為量子電腦與量子通訊的發展鋪平道路。

這項突破性研究重新檢視並修正了20年前有缺陷的理論，將量子糾結純化技術的理論進展，遠遠超前於現有實驗能力。研究團隊表示，待未來實驗技術跟上後，這項成果將能加速量子科技的實際應用。

量子糾結是量子技術的核心，這種被愛因斯坦稱為「鬼魅般的超距作用」的奇特現象，讓兩個或多個粒子即使相隔遙遠，也能瞬間相互影響。這種超越古典物理極限的量子關聯性，正是量子電腦與量子通訊的基礎。

然而，現實中的量子系統存在各種缺陷，實驗室產生的糾結態往往充滿雜訊。為此，科學家使用「糾結蒸餾」技術，將多個有雜訊的糾結態提純為少量但更接近理想狀態的強糾結態。

RIKEN量子運算中心研究員Bartosz Regula解釋：「量子協議需要純淨的糾結態，但實驗室只能製備有雜訊的版本，這中間存在巨大落差。」然而，從有雜訊的量子態中計算糾結蒸餾速率，在數學上極具挑戰性。

Regula與合作者Ludovico Lami此次推導出的精確數學表達式，是該領域僅有的第二個精確解。這項成果不僅修正了20年前基於錯誤數學證明的理論，更為量子糾結研究開闢新方向。

研究團隊坦言，由於該公式涉及大量量子態的近似計算，現階段實驗技術尚無法驗證。Regula表示：「這是理論遠超實驗的典型案例。要觀察這些速率，我們需要同時操控大量量子系統，但現今實驗室連操控數十或數百個量子位元都很困難。」

這項突破性研究已發表於《自然通訊》期刊，為量子科技發展樹立重要里程碑。