本报讯 郭光灿院士领导的中科院量子信息重点实验室李传锋教授研究组在量子冷却的研究中取得重要进展。研究组与哈佛大学和清华大学的理论组合作提出了一种新型的麦克斯韦妖式的量子算法冷却，并在光学系统中利用量子模拟技术实验演示了这种量子冷却方法的工作原理。这项研究成果1月19日在线发表在《自然·光子学》杂志上。

    李传锋教授研究组与其合作者利用偏振依赖的干涉装置搭建成冷却模块，其中入射光子的路径信息作为辅助量子比特，而光子的偏振信息模拟待冷却系统，最后通过对路径信息的探测后选择即可降低光子偏振态的平均能量。研究组还利用光纤将不同的冷却模块连接起来从而形成了一个光学冷却网络，通过多次调用冷却模块来实现量子系统的逐步冷却。研究组在实验上实现并比较了蒸发冷却和循环冷却两种不同的量子冷却策略，实验结果和理论预言吻合的非常好，保真度达到97.8%以上。

     本成果提供一种新的途径用以量子模拟经典方法难以实现的物理系统和化学系统的低温性质。另一方面，由于平均能量接近基态能量的量子态与真实基态有很高的重合度，并可通过量子算法估计的方法以很高的概率来得到量子基态，因此这项工作还可以用来为普适的量子计算和量子模拟提供初始量子态资源。      

　　 （中科院量子信息重点实验室）