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科学家们使用 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，为更简单的量子技术铺平了道路。

当光子等粒子纠缠在一起时，它们可以共享量子特性（包括信息），而不管它们之间的距离如何。这种现象在量子物理学中很重要，也是使量子计算机如此强大的特征之一。

但事实证明，量子纠缠的键通常对科学家来说具有挑战性。这是因为它需要准备两个单独的纠缠对，然后测量每个对光子上的纠缠强度——称为贝尔态测量。

这些测量导致量子系统坍缩，使两个未测量的光子纠缠在一起，尽管它们从未直接相互作用过。这种“纠缠交换”的过程可以用于量子隐形传态。

在 2024 年 12 月 2 日发表在《物理评论快报》杂志上的一项新研究中，科学家们使用了 PyTheus，这是一种专为设计量子光学实验而创建的人工智能工具。该论文的作者最初着手复制量子通信中纠缠交换的既定协议。然而，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。

AI 工具提出，之所以会出现纠缠，是因为光子的路径无法区分：当光子可能来自多个可能的来源时，如果它们的来源变得无法区分，那么它们之间可以产生纠缠，而以前不存在。

尽管科学家们最初对结果持怀疑态度，但该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无法区分，物理学家创造了条件，使检测特定路径的光子可以保证另外两个光子纠缠在一起。

量子物理学的这一突破简化了量子纠缠形成的过程。将来，它可能会对用于安全消息传递的量子网络产生影响，从而使这些技术更加可行。

然而，将该技术扩展到商业上可行的过程是否可行还有待观察，因为环境噪声和设备缺陷可能会导致量子系统的不稳定。

这项新研究还为物理学家使用 AI 作为研究工具提供了令人信服的论据。