記者今天從中國科學技術大學獲悉，該校郭光燦院士領導的中科院量子信息重點實驗室李傳鋒研究組與國外研究組合作，首次實現了對開放量子系統的環境調控，觀察到了開放系統的馬爾科夫過程到非馬爾科夫過程的突變現象。研究成果發表在12月3日出版的《自然?物理》上。

      100多年前，俄國數學家馬爾科夫研究發現，系統的信息單向流入環境中，就像小河里的水流入大海一樣，一去不復返，這就是開放系統的馬爾科夫過程。但隨著實驗技術的不斷提高，人們在越來越多的體系中發現，有些情況下流入環境中的信息可以部分、甚至全部流回到系統中。這類過程被稱為非馬爾科夫過程。

      具有馬爾科夫特性的環境會破壞量子系統特有的相干性，但如果環境是非馬爾科夫的，就能將信息返還量子系統，然而人們很難實現對它的調控。

      李傳鋒研究組首次實現了對開放量子系統環境的這種調控。他們制備出高純度的糾纏光子對，將其中一個光子的偏振比特作為量子系統，把該光子的頻率作為環境，通過石英片使量子系統與環境相互作用，實現系統在環境中的演化。他們創造性地在光路中加入特制的光學元件法布里?玻羅腔。通過改變法布里?玻羅腔的轉動角度，利用另外一個光子做輔助探測，觀察到了開放系統動力學演化的突變現象：轉動到某個角度，環境的馬爾科夫性突然消失，變成非馬爾科夫環境；繼續轉動到另一個角度時，環境的非馬爾科夫性又突然消失，變成馬爾科夫環境。

      該成果對噪聲環境中量子糾纏態的調控、量子計算、量子存儲等研究具有重要意義，并開創了非馬爾科夫過程定量研究的先河。