量子纠缠是量子力学在实际应用中的基石。最近一项新的研究表明，在人工智能工具的帮助下，可以更容易地建立量子纠缠的光子。这一人工智能工具最初是为研究量子纠缠交换（产生量子纠缠的传统方法）而开发的。这一新方法有助于改进量子力学的现有应用，包括新兴的量子互联网。

人工智能重塑量子物理学研究

人工智能的兴起正在重塑我们的工作方式，量子物理学领域也不例外。发表在《物理评论快报》上的一篇新论文中，来自中国南京大学和德国马克斯·普朗克研究所的科学家们详细介绍了他们如何偶然发现了一种更简单的实现量子纠缠的方法。阿尔伯特·爱因斯坦曾用“幽灵般的超距作用”来诗意地描述这种奇怪的量子力学现象。量子纠缠似乎将粒子（即使相隔遥远的距离）连接在一起，因此不能在不考虑另一个粒子的情况下独立描述一个粒子。作者写道，量子纠缠构成了“量子力学基础研究以及量子网络等实际应用的基础”。

因此，找到更容易产生纠缠的方法将非常有帮助，特别是因为目前的方法涉及形成两个独立的纠缠对，执行贝尔态测量，坍缩量子系统，最后留下两个纠缠光子（称为“量子交换”的过程）。

AI意外发现更简便方法

在这篇新论文中，研究人员描述了他们如何使用名为PyTheus的人工智能工具来重现这种众所周知的产生纠缠的方法。PyTheus是专门为设计量子实验而构建的。但它反而发现了一种更简单的方法。

马克斯·普朗克研究所的马里奥·克伦在X（前身为Twitter）上写道：“作为第一项任务，我们的目标是重新发现纠缠交换，这是量子网络中最关键的协议之一。奇怪的是，该算法不断产生其他东西，一些更简单的东西，我们最初认为是不正确的。在调查过程中，我们意识到PyTheus的解决方案可以在没有纠缠的情况下，在没有贝尔态投影的情况下，甚至在没有测量所有辅助光子的情况下，纠缠两个遥远的粒子。”

相反，PyTheus通过Quantum Insider所说的“关于起源的量子不确定性”来创建纠缠。通过确保光子输出无法区分，两个未配对的光子出现纠缠。南京大学的马晓松告诉《新科学家》，这种方法比其他纠缠程序更方便。

AI助力改变纠缠理解

克伦在X上写道：“该算法利用光子多重态起源的叠加来实现与（更长的‘量子交换’过程）相同的目标，但使用完全不同的资源。对我来说，这改变了我对产生纠缠的必要条件的看法——不是因为我现在知道什么是必要的，而是因为我们已经意识到什么是不必要的。”

虽然现在还处于早期阶段，但这种更简单的方法有助于扩大量子应用范围，并改进新兴量子互联网的基础方法——这都要感谢一群量子物理学家和他们的人工智能助手。