物理学顶刊《物理评论快报》（Physical Review Letters）发表首都师大物理系量子智能研究组在量子多体系统纠缠输运控制方面的重要研究进展，论文题为《最优调控下量子自旋链纠缠的顽固弹道输运(Persistent ballistic entanglement spreading with optimal control in quantum spin chains)》(Phys. Rev. Lett. 133, 070402，2024)，该论文以“首都师范大学物理系”为唯一单位，作者为卢迎（第一作者，硕士生二年级）、石沛（硕士毕业）、王笑涵（硕士毕业）、胡洁（副教授）、冉仕举（通讯作者，教授）。

量子纠缠是量子物理区别于经典物理的重要概念，随时间演化下，量子纠缠的动力学传播行为提供了探索、描述量子多体物理新奇现象的关键工具，如准粒子激发、信息传输、局域化、因果性等。

在量子多体系统众多的新颖现象中，量子纠缠的弹道输运行为（ballistic entanglement spreading）引起了广泛关注，根据KPZ（Kardar-Parisi-Zhang equation）方程，二分纠缠熵（bipartite entanglement entropy）随时间线性增长，这意味着信息在系统中的传播受到的阻碍较小，类似于光的传播。目前，对于这种现象的理解主要来源于在可积（integrable）模型中对准粒子激发\传播的研究。然而，在扩散（diffusive）的非可积（non-integrable）系统中也发现了纠缠弹道输运现象，说明准粒子传播行为不能完全解释纠缠传播行为。除上述两种情况外，随机幺正动力学和弗洛凯（Floquet）自旋模型也为量子纠缠弹道输运提供了大量的研究资料。

同时，论文还揭示了纠缠顽固弹道输运在不同扰动下的稳定性，随机纯态关于变分优化磁场调控下的时间演化“自同态性”，等等。纠缠顽固弹道输运所得的最大纠缠态可以被视为量子幺正算符对应的超态，其在如量子隐形传态、量子过程层析和基于测量的量子计算等各种量子信息处理任务中起着重要作用。

该研究得到国家自然科学基金(批准号:12004266和11834014)、北京市自然科学基金(批准号:1232025)、天津市自然科学基金(批准号:20JCY BJC00500)、首都师范大学交叉科学研究院、以及首都师范大学研究生高水平学术创新项目的资助。

论文链接见：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.070402

Arxiv版链接：https://doi.org/10.48550/arXiv.2307.11609