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                                                                          加入收藏| 設爲首頁| 聯繫方式
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                                                                          葡京赌场李傳鋒、許小冶等首次實現非局域可觀測量的量子測量

                                                                          發佈時間:2019-03-20

                                                                          葡京赌场在量子力學基本問題研究中取得重要進展:李傳鋒、許小冶等人與來自歐洲的理論組合作aaa,通過在量子測量中引入糾纏探針aaaaa,首次實現了非局域可觀測量的馮諾依曼(von Neumann)測量aaaaa,並用來實驗驗證複合系統中有些情形下乘法規則會失效aaa。該研究成果315日發表在國際權威期刊《物理評論快報》上aaaaa。

                                                                          量子測量是量子力學最基本和核心的問題之一aaa,根據馮諾依曼測量假定aaa,量子測量會導致量子態坍縮到待測物理量的本徵態aaa。通常最原始的量子測量又被稱作馮諾依曼測量aaa,以區別於後來提出的量子弱測量等概念aaaa。儘管量子理論從一開始在形式上就包含非局域變量(和空間中多個區域有聯繫的變量)aaaaa,然而在量子理論建立後的很長一段時間aaaa,非局域變量的地位並不明確aaa。基於自然界中所有已知相互作用都是局域的這樣一種認知aaaa,人們普遍相信沒有辦法直接測量非局域變量aaaaa。這就使得人們不能像稱呼一些局域變量爲可觀測量那樣簡單地將一些非局域變量稱爲非局域可觀測量aaaaa。大約四十年前aaaaa,沃爾夫獎獲得者Aharonov及其合作者在系統研究量子場論的過程中指出aaaaa,存在一些非局域變量是可以被直接測量的aaa,且測量過程不會導致超光速的信號傳遞aaa。

                                                                          李傳鋒、許小冶等人通過在量子測量中引入糾纏探針aaaaa,首次在光學系統中實現了非局域可觀測量的馮諾依曼測量aaaa。他們將兩個光子製備到偏振和路徑分別處於最大糾纏態的一種超糾纏態上aaaa,再實現偏振和路徑間的相互作用aaaaa,從而成功實現了利用處於糾纏態的路徑探針直接測量偏振自由度的非局域可觀測量aaaa。基於這一非局域測量方案aaaa,研究組還進一步實驗驗證複合系統中有些情形下乘法規則會失效aaaaa,即通過局域測量得到A光子泡利算符Xa的值爲-1、B光子泡利算符Yb的值爲-1aaaaa,根據乘法規則XaYb應該爲1aaa,然而實驗結果恰恰相反aaaaa,非局域可觀測量XaYb的測量結果爲-1aaa,這就是量子非局域性的奇妙之處aaa。

                                                                          非局域可觀測量的測量不僅加深了人們對量子測量和量子非局域性等量子力學基本問題的理解aaa,還可在技術上用於量子隱形傳態、遠程量子計算和量子密碼等重要量子信息過程aaaaa,將會對量子信息領域的發展起到重要推動作用aaaa。

                                                                          該工作得到了科技部、國家自然科學基金委、中科院、安徽省和博士後創新人才支持計劃的資助aaaaa。

                                                                          實現非局域可觀測量的量子測量的實驗裝置圖

                                                                          論文鏈接:https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.122.100405


                                                                          (中科院量子信息重點實驗室、中科院量子信息和量子科技創新研究院、科研部)