中科大量子測量研究取得重要進展

　　記者11月20日從中國科學技術大學獲悉，該校郭光燦院士團隊日前在量子測量研究中取得重要進展。該團隊李傳鋒、項國勇研究組與德國、意大利、瑞士理論物理學者合作，在光子系統(tǒng)中首次實驗使用糾纏集體測量，將量子比特熱力學系統(tǒng)中投影測量反作用降至最小。相關成果于11月16日發(fā)表在《物理評論快報》上。

　　對演化的相干量子系統(tǒng)上的一個可觀測量進行兩次投影測量時，第一次測量通常會改變第二次測量的統(tǒng)計信息，這就是所謂的測量反作用。這一反作用的根源在于量子投影測量會完全破壞量子系統(tǒng)的量子疊加性。國外科學家研究指出，在不違背量子熱力學的基本漲落理論的前提下，無法設計出一個測量方案完全避免反作用，但可以通過集體測量的方式來減少反作用的程度。基于以上的理論結果，中科大團隊于2019年首次在實驗上利用量子集體測量成功觀測到測量反作用力的減小。

　　然而，中科大團隊先前工作所使用的集體測量，均為可分離量子集體測量。是否存在糾纏的集體測量超越已經(jīng)實現(xiàn)的反作用減少程度？中科大團隊就兩比特情形下，對最優(yōu)化的集體測量形式進行了深入的研究，他們發(fā)現(xiàn)在理論上存在一個最優(yōu)的糾纏集體測量，能在兩比特系統(tǒng)中使反作用達到最小，并且在強相干演化的情形下，其反作用可被壓制為0。他們利用單光子的多個自由度結合光量子行走的實驗技術，設計并以高達0.985的保真度實現(xiàn)了該糾纏集體測量，成功地在實驗上把投影測量反作用降至最小。

　　該工作對集體測量以及量子熱力學的研究具有重要意義。審稿人認為，這項工作是該領域的一項重大進展，是新理論和完美實驗實現(xiàn)的成功結合。（陳婉婉）

　　轉自：安徽日報

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