研究提出耗散操控量子“扩展-局域转变”新机制

近日，深圳技术大学工程物理学院量子科学团队联合南方科技大学团队提出了利用耗散操控量子扩展-局域转变的新机制，相关成果发表于《物理评论快报》。

耗散在日常生活及自然界中随处可见，例如开水散热、电阻发热、大气湍流以及地震波衰减等，是指系统中的能量等属性通过不可逆过程逐渐减少的现象。量子系统与环境的接触无法避免地会引起耗散，这些耗散会导致量子退相干，因此耗散一般是需要被抑制的。

然而，随着近年来各类量子平台及其操控技术的发展，人们发现有些设计出来的耗散不仅不会减弱量子相干性，还可用于诸如制备量子纠缠态和辅助量子纠错等任务，进一步丰富了量子信息处理的操控手段。

电子输运是凝聚态物理的核心研究之一，对于推动纳米电子学、量子计算、传感技术和新材料开发等研究具有重要意义。其中，安德森局域是影响电子输运的重要现象，是指当介质存在无序时，电子由于多重散射导致波函数局域化，无法进行长距离传输，从而导致系统呈现绝缘性。当无序不存在时，电子状态在空间上是扩展的，使得系统具有良好的导电性。这两种状态的转变，称为“扩展-局域转变”。

在该研究中，科研团队提出将耗散应用于操控具有精确迁移率边的一维准周期系统。基于这类系统中扩展态和局域态相位结构的区别，通过计算系统的动力学及其稳态，研究人员发现选择合适的相位耗散可以驱动系统到完全扩展或完全局域的状态，且与初始状态无关。

因此，该耗散可用来诱导扩展态和局域态之间的转变，从而调控粒子的输运行为。这些效果是诸如退相位、能量衰减、粒子数衰减等其他耗散类型不能达到的。

这种耗散和迁移率边的结合提供了一种诱导扩展-局域转变和操纵系统输运性质的新方法。该研究在量子模拟中也有潜在的应用，特别是在粒子动力学调控和量子态制备等方面。

（责编：赵珊）