量子世界又一次违背直觉：越少干预，效果反而越好

如果要给现代物理挑一个最不可思议的现象，很多科学家都会选择同一个答案。

量子纠缠。

两个粒子即使相隔数百公里、数千公里，甚至未来可能横跨整个地球，只要它们处于纠缠状态，其中一个发生变化，另一个就会立即表现出对应关系。

爱因斯坦曾经对此十分不满，把它称为"鬼魅般的超距作用"。

直到今天，没有任何人能够用日常经验真正理解它。

但越来越多的实验告诉我们，它不仅真实存在，而且可能成为未来量子计算和量子互联网最重要的基础。

问题是，这种神奇的状态实在太脆弱了。

它就像一层极薄的肥皂泡。

一点点震动、一丝热量、一次测量，都可能让它瞬间破裂。

这也是量子计算迟迟难以大规模发展的重要原因之一。

理论上，一台真正成熟的量子计算机，需要大量量子比特始终保持纠缠。

可现实却是，科学家往往刚刚制造出纠缠，它就已经消失了。

过去二十多年，物理学家一直在想办法解决这个问题。

最常见的方法，是不断人为干预。

比如利用激光、微波或者单个光子，不停调整量子比特的状态。

一旦发现纠缠减弱，就立刻重新建立。

这种方式虽然有效，却像不停扶着一辆刚学会骑的自行车。

只要停止控制，它马上就会倒下。

还有另一种方案，是让两个量子比特分别发出光子，再利用这些光子之间的干涉建立纠缠。

2022年诺贝尔物理学奖所奖励的重要工作，就属于这一方向。

不过，它依然存在一个问题。

这种纠缠并不会稳定存在。

科学家必须一次又一次重复实验，再从大量结果中挑选出成功的那几次。

换句话说，它更像是在等待运气。

如果没有成功，就只能重新开始。

最近，奥地利科学技术研究所（ISTA）的研究团队提出了一种完全不同的思路。

既然不断"修补"量子纠缠太麻烦，那为什么不直接创造一种环境，让纠缠自己维持下去？

这个想法，其实早在二十多年前就已经有人提出。

只是当时没人知道该如何真正实现。

研究人员把这种特殊环境称为"量子浴"。

名字听起来有点奇怪。

其实可以把它想象成一片特殊的海洋。

过去，量子比特生活在一片充满噪声的海里。

海浪不断冲击，它们之间的纠缠自然很快就被打散。

而现在，科学家重新设计了这片海洋。

他们让海水本身拥有一种特殊的同步节奏。

当两个彼此分开的量子比特同时浸泡在这样的环境里，它们就会像两个随着同一段音乐起舞的人一样，不需要任何人指挥，也能始终保持一致。

真正发挥作用的，是一种彼此关联的微波光子。

它们不断流入整个系统，就像源源不断输送着相同节奏的鼓点。

两个量子比特虽然彼此没有直接接触，却会同时受到这些光子的影响。

最终，它们慢慢进入稳定的纠缠状态。

最重要的是，这一切几乎不需要人为控制。

没有复杂反馈，没有不停测量，也不用不断重新建立纠缠。

系统自己就能维持这种状态。

研究人员形容，这就像让两个相隔很远的人，同时听见同一首音乐。

他们无需交流，也会随着同一个节拍起舞。

为了确认这种纠缠真的存在，研究团队还使用了一种叫做量子层析成像的方法。

普通测量只能告诉我们，一个量子比特最终是0还是1。

但量子世界真正重要的信息，恰恰隐藏在测量之前。

量子层析成像有点像医学里的CT扫描。

医生不会只拍一张照片，而是从不同角度连续扫描，再利用大量切片重建人体内部结构。

科学家对量子态做的事情也类似。

他们连续进行了大量持续仅20到80纳秒的超高速测量，再利用数学方法把这些碎片重新拼接，最终恢复出整个量子态。

结果证实，两颗彼此隔离的量子比特，确实在这种量子浴中保持着稳定纠缠。

这也是二十多年前理论预测第一次在实验中得到验证。

当然，这项技术距离真正改变量子计算，还有一段距离。

目前，这套系统只能利用量子浴中大约10%的纠缠资源。

相比传统主动控制方法，它的效率还不算高。

但它最大的价值，并不在于今天有多快。

而在于，它证明了一种新的可能。

未来的量子计算机，也许不用时时刻刻依赖复杂的控制系统，而是可以像生命一样，在一种精心设计的环境中，自然而然地维持自身运行。

对于量子计算来说，这意味着一种思路的改变。

过去，人们一直在努力控制每一个量子比特。

而现在，科学家开始尝试控制整个环境。

这看似只是研究方向的一点变化，却可能决定未来量子计算机究竟能否从实验室走向现实。

过去二十年，人类一直试图让量子纠缠保持得更久。

这一次，科学家没有继续追赶那团稍纵即逝的量子火焰，而是尝试让它自己燃烧。

如果这条道路能够继续走通，那么未来真正的大规模量子计算，或许将不再依赖一次次精密而繁琐的人为干预，而是建立在一种能够持续产生并稳定维持量子纠缠的新机制之上。

这项成果还只是一个实验室原型，但它证明了一件事：曾经停留在理论中的设想，如今已经迈出了走向现实的第一步。

（参考：A. Andrés-Juanes et al, Distributing Stationary Qubit Entanglement through a Nonlocal Squeezed Reservoir,

Physical Review X

(2026).

DOI: 10.1103/r4jt-j39w）