阿爾託的研究人員利用IBM的量子計算機探索了物理學中一個被忽視的領域，並挑戰了100年前關於量子層面資訊的概念。

控制微小物體行為的量子物理規則，使用稱為厄米特哈密頓的數學運算子。近100年來，厄米特算符一直支撐著量子物理學，但最近，理論家們意識到，可以將其基本方程擴充套件到使用非厄米特算符的厄米特算符。新的方程式以其特有的一套規則來描述宇宙:例如，透過對著鏡子並反轉時間的方向，你應該看到與現實世界中相同的你。在他們的新論文中，由博士Sorin Paraoanu領導的一個研究小組使用量子計算機創造了一個玩具宇宙，它按照這些新規則執行。該團隊包括來自阿爾託大學(Aalto University)的施盧蒂·多格拉(Shruti Dogra)博士，該論文的第一作者，以及MIPT和Terra Quantum公司的阿爾特姆·梅爾尼科夫(Artem Melnikov)。

研究人員製造出量子位元(量子計算機的一部分，用於進行計算)，按照非厄米量子力學的新規則執行。他們透過實驗證明了一些常規厄米量子力學所禁止的令人興奮的結果。第一個發現是，對量子位元進行運算並不能儲存量子資訊——這種行為對標準量子理論來說是如此重要，以至於導致了目前尚未解決的問題，比如斯蒂芬·霍金(Stephen Hawking)的黑洞資訊悖論。第二個令人興奮的結果出現在他們對兩個糾纏量子位元進行實驗時。

糾纏是一種出現在量子位元之間的關聯，就好像它們有一種神奇的連線，使它們的行為同步。眾所周知，愛因斯坦不喜歡這個概念，他把它稱為“遠距離的幽靈行為”。在常規的量子物理中，不可能透過改變其中一個粒子本身來改變兩個粒子之間的糾纏度。然而，在非厄米量子力學中，研究人員可以透過操縱其中一個量子位來改變數子位元的糾纏程度，這在常規量子物理學中是明確禁止的。

Sorin Paraoanu說:“這些結果令人興奮的地方在於，現在量子計算機已經發展到可以開始使用它們來測試到目前為止還只是數學上的非常規想法。”“從目前的研究來看，愛因斯坦的‘幽靈般的遠距離作用’變得更加恐怖。”雖然我們很清楚發生了什麼，但它仍然讓你不寒而慄。”

該研究也具有潛在的應用價值。最近開發的幾種新型光學或微波裝置似乎確實符合這些新規則。目前的工作為在量子計算機上模擬這些裝置開闢了道路。

論文“用超導量子處理器進行奇時對稱性破缺的量子模擬”發表在《通訊物理》雜誌上。