?中國學者實現(xiàn)國際上最高效的量子態(tài)層析測量

    中新網(wǎng)合肥4月13日電 （吳蘭 楊保國）中國科學技術(shù)大學13日消息：該校科研團隊及其合作者利用全新量子測量方法，在實驗上實現(xiàn)了目前國際上最高效的量子態(tài)層析測量。

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

　　量子測量是提取量子系統(tǒng)信息必不可少的手段，因此，探索量子測量的能力和局限性對不確定性關(guān)系、非局域性等量子物理基本問題研究以及量子計量、量子成像、引力波探測等應(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，需要對多個相同的量子系統(tǒng)進行測量。研究發(fā)現(xiàn)，對量子進行集體測量卻比現(xiàn)有的對每份量子系統(tǒng)單獨測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)。

　　所謂集體測量，是指利用非局域測量（即糾纏測量）對量子系統(tǒng)多份相同拷貝的同時測量。盡管早在二十年前集體測量已被提出并且其重要性得到廣泛認可，但是有效實現(xiàn)集體測量卻一直被認為是實驗上無法完成的事。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單個量子系統(tǒng)進行局域測量。

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

　　實驗結(jié)果表明，集體測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，對于測量2048個相同拷貝的一般純態(tài)，兩份拷貝的集體測量效率比目前最優(yōu)的自適應(yīng)局域測量方法提高約3倍。

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