科學家使用AI發現了一種更簡單的方法，可以在亞原子粒子之間形成量子糾纏，為簡單的量子技術鋪平了道路。
當諸如光子糾纏的顆粒時，無論它們之間的距離如何，它們都可以共享量子特性（包括信息）。這種現像在並且是使如此強大。
但是，量子糾纏的紐帶通常被證明是科學家形成的挑戰。這是因為它需要在每個對的光子上製備兩個單獨的糾纏對，然後測量糾纏的強度（稱為鍾形測量）。
這些測量結果導致量子系統崩潰，並使兩個未衡量的光子糾纏在一起，儘管它們從未直接相互交互。 “糾纏交換”的過程可用於量子傳送。
在2024年12月2日發表的一項新研究中物理評論信，科學家使用過 pytheus，是專門為設計量子光實驗而創建的AI工具。該論文的作者最初著手重現量子交流中糾纏交換的已建立協議。但是，AI工具不斷產生一種更簡單的方法來實現光子的量子糾纏。
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“作者能夠在一組複雜的數據上訓練神經網絡，這些數據描述了您如何在許多不同條件下設置這種實驗，並且該網絡實際上學習了其背後的物理學，”索非亞·瓦萊科薩（Sofia Vallecorsa），量子技術計劃的研究物理學家 庫恩沒有參與新研究的人告訴Live Science。
利用AI來簡化量子糾纏
AI工具提出的糾纏可能會出現，因為光子的路徑是無法區分的：當有幾種可能的來源可能來自，並且它們的起源彼此無法區分，那麼當它們以前不存在時，它們之間就會產生糾纏。
儘管科學家最初對結果持懷疑態度，但工具不斷返回相同的解決方案，因此他們測試了該理論。通過調整光子源並確保它們是無法區分的，物理學家創造了在某些路徑處檢測光子的條件，確保另外兩個出現了。
量子物理學的突破簡化了可以形成量子糾纏的過程。將來，它可能對用於安全消息傳遞的量子網絡有影響，從而使這些技術更可行。
Vallecorsa說：“我們越依賴簡單的技術，就越能增加應用程序範圍。” “建立更複雜的網絡的可能性（可能以不同的幾何形狀分支）可能會對單一端到端的情況產生重大影響。”
但是，將技術擴展到商業上可行的過程是否實用尚待觀察，因為環境噪聲和設備缺陷可能會導致量子系統的不穩定。
這項新研究還為將AI用作物理學家的研究工具提供了令人信服的論點。 Vallecorsa說：“我們更多地希望介紹AI，但仍然有一些懷疑，這主要是由於物理學家一旦我們開始這樣做的角色，” Vallecorsa說。 “這是一個獲得非常有趣的結果的機會，並以一種非常引人注目的方式展示了這是物理學家使用的工具。”
