由伊特莫大学，伊特莫大学 隧道耦合微谐振器阵列中双光子激发的艺术观点 在MIPT和都灵理工大学同事的帮助下，意大利理工大学的一个研究小组预测了一种新型的双光子拓扑量子态
科学家们还应用了一种新的、负担得起的实验方法来测试这一预测
该方法依赖于一个类比:研究人员使用了由相似方程描述的更高维度的谐振电路，而不是用两个或更多纠缠光子的量子系统进行昂贵的实验
所得结果可用于光学芯片和量子计算机的工程设计，而无需昂贵的实验
这项研究发表在《自然通讯》上
光在现代信息技术中起着关键作用:在它的帮助下，信息通过光纤远距离传输
未来，科学家们预计光学芯片和计算机的发明将借助光子——光量子——而不是像今天这样借助电子来处理信息
这将降低能耗，同时也提高计算机的能力
然而，为了将这些预测变为现实，需要对微观和纳米尺度的光行为进行基础和应用研究
在这项新的研究中，研究人员从理论上预测了光子新量子态的形成:在量子微环阵列(量子位)中传播的两个光子可以形成一个束缚对，并在阵列的边缘稳定下来
一个合适的实验需要特殊的纳米结构，以及特殊的装置来创造光子的量子态并探测它
目前，这种能力只提供给世界上极少数的研究团队
如果进行一个精确的实验太昂贵，那么提出一个模型或者一个类比可能是有用的，这将允许一个人在不花费太多资源的情况下测试理论假设
这正是ITMO大学物理学家们所做的
他们在一类特定的量子系统和更高维度的经典电路之间进行了类比
“我们将电路板上的不同点连接到外部电源，并使用万用表和示波器研究系统的响应，”尼基塔·奥莱克诺博士解释说
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ITMO大学的学生
“结果是由经典方程描述的，在我们的例子中，这些方程与描述量子比特阵列中双光子状态的量子方程一致
同样的方程一定有同样的解，不管它是量子粒子的波函数还是电势
" 当然，ITMO大学科学家提出的类比不能完全取代量子系统实验
然而，该团队开发的经典结构允许研究人员进行许多实验，为量子光子学领域提供了有价值的信息
事实上，来自圣
彼得堡第一次设法为许多粒子的量子系统找到这样一个类比是很有希望的
“理论总是领先于实验能力
为了走在理论的前沿，我们研究只有在几年后才能通过实验检测到的细微效应，”该项目的负责人、印度理工大学高级研究员马克西姆·戈拉赫说
“我们目前正在这一领域进行一系列实验，研究更奇特的量子系统的拓扑边缘态，并开发它们的仿真方法
这样的实验对基础物理和未来的实际应用都很重要
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