科学家使用AI发现了一种更简单的方法，可以在亚原子粒子之间形成量子纠缠，为简单的量子技术铺平了道路。
当诸如光子纠缠的颗粒时，无论它们之间的距离如何，它们都可以共享量子特性（包括信息）。这种现象在并且是使如此强大。
但是，量子纠缠的纽带通常被证明是科学家形成的挑战。这是因为它需要在每个对的光子上制备两个单独的纠缠对，然后测量纠缠的强度（称为钟形测量）。
这些测量结果导致量子系统崩溃，并使两个未衡量的光子纠缠在一起，尽管它们从未直接相互交互。 “纠缠交换”的过程可用于量子传送。
在2024年12月2日发表的一项新研究中物理评论信，科学家使用过 pytheus，是专门为设计量子光实验而创建的AI工具。该论文的作者最初着手重现量子交流中纠缠交换的已建立协议。但是，AI工具不断产生一种更简单的方法来实现光子的量子纠缠。
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“作者能够在一组复杂的数据上训练神经网络，这些数据描述了您如何在许多不同条件下设置这种实验，并且该网络实际上学习了其背后的物理学，”索非亚·瓦莱科萨（Sofia Vallecorsa），量子技术计划的研究物理学家 库恩没有参与新研究的人告诉Live Science。
利用AI来简化量子纠缠
AI工具提出的纠缠可能会出现，因为光子的路径是无法区分的：当有几种可能的来源可能来自，并且它们的起源彼此无法区分，那么当它们以前不存在时，它们之间就会产生纠缠。
尽管科学家最初对结果持怀疑态度，但工具不断返回相同的解决方案，因此他们测试了该理论。通过调整光子源并确保它们是无法区分的，物理学家创造了在某些路径处检测光子的条件，确保另外两个出现了。
量子物理学的突破简化了可以形成量子纠缠的过程。将来，它可能对用于安全消息传递的量子网络有影响，从而使这些技术更可行。
Vallecorsa说：“我们越依赖简单的技术，就越能增加应用程序范围。” “建立更复杂的网络的可能性（可能以不同的几何形状分支）可能会对单一端到端的情况产生重大影响。”
但是，将技术扩展到商业上可行的过程是否实用尚待观察，因为环境噪声和设备缺陷可能会导致量子系统的不稳定。
这项新研究还为将AI用作物理学家的研究工具提供了令人信服的论点。 Vallecorsa说：“我们更多地希望介绍AI，但仍然有一些怀疑，这主要是由于物理学家一旦我们开始这样做的角色，” Vallecorsa说。 “这是一个获得非常有趣的结果的机会，并以一种非常引人注目的方式展示了这是物理学家使用的工具。”
