?中國(guó)學(xué)者實(shí)現(xiàn)國(guó)際上最高效的量子態(tài)層析測(cè)量

    中新網(wǎng)合肥4月13日電 （吳蘭 楊保國(guó)）中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)13日消息：該?？蒲袌F(tuán)隊(duì)及其合作者利用全新量子測(cè)量方法，在實(shí)驗(yàn)上實(shí)現(xiàn)了目前國(guó)際上最高效的量子態(tài)層析測(cè)量。

　　研究成果4月12日在線發(fā)表在國(guó)際權(quán)威期刊《自然·通訊》上。

　　量子測(cè)量是提取量子系統(tǒng)信息必不可少的手段，因此，探索量子測(cè)量的能力和局限性對(duì)不確定性關(guān)系、非局域性等量子物理基本問題研究以及量子計(jì)量、量子成像、引力波探測(cè)等應(yīng)用都具有重要意義。

　　但是由于量子世界的概率性，為了提取足夠多信息，需要對(duì)多個(gè)相同的量子系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量。研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)量子進(jìn)行集體測(cè)量卻比現(xiàn)有的對(duì)每份量子系統(tǒng)單獨(dú)測(cè)量能提取更多的信息，從而更高效、更精確地完成各種量子信息任務(wù)。

　　所謂集體測(cè)量，是指利用非局域測(cè)量（即糾纏測(cè)量）對(duì)量子系統(tǒng)多份相同拷貝的同時(shí)測(cè)量。盡管早在二十年前集體測(cè)量已被提出并且其重要性得到廣泛認(rèn)可，但是有效實(shí)現(xiàn)集體測(cè)量卻一直被認(rèn)為是實(shí)驗(yàn)上無法完成的事。因此，目前大多數(shù)量子信息任務(wù)中提取信息的方法仍然停留在對(duì)單個(gè)量子系統(tǒng)進(jìn)行局域測(cè)量。

　　中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)李傳峰等人提出了一種全新量子態(tài)集體測(cè)量的方法，并在實(shí)驗(yàn)上實(shí)現(xiàn)了最優(yōu)的集體測(cè)量，在國(guó)際上首次把這種確定性集體測(cè)量用于單比特量子態(tài)層析的實(shí)驗(yàn)研究，突破了局域測(cè)量的量子精度極限，獲得了當(dāng)前最高效的量子態(tài)層析效率。

　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，集體測(cè)量至少可以將層析效率提高50%，而且效率提高幅度隨著量子態(tài)的純度以及量子系統(tǒng)拷貝數(shù)增加而增加。例如，對(duì)于測(cè)量2048個(gè)相同拷貝的一般純態(tài)，兩份拷貝的集體測(cè)量效率比目前最優(yōu)的自適應(yīng)局域測(cè)量方法提高約3倍。

　　據(jù)介紹，這一研究成果提供了一種突破多參數(shù)量子精密測(cè)量中局域測(cè)量的量子精度極限的方法，開創(chuàng)了利用集體測(cè)量實(shí)現(xiàn)量子信息處理及量子力學(xué)基本問題研究的新方向。（完）