記者日前從中國(guó)科大獲悉，該校郭光燦院士領(lǐng)導(dǎo)的中科院量子信息重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室李傳鋒研究組與中科院半導(dǎo)體所及瑞典科學(xué)家合作，實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了量子態(tài)可恢復(fù)的新型量子測(cè)量，并驗(yàn)證了量子測(cè)量過(guò)程中信息提取與量子態(tài)恢復(fù)之間的轉(zhuǎn)化等式關(guān)系，從信息提取的角度推進(jìn)了對(duì)海森堡不確定原理的理解。相關(guān)成果在線(xiàn)發(fā)表于《物理評(píng)論X》雜志。

      隨著量子信息科學(xué)的發(fā)展，人們對(duì)量子測(cè)量有了更深入的理解。測(cè)量過(guò)程中，探針與系統(tǒng)的相互作用強(qiáng)度是量子測(cè)量的重要參數(shù)，相互作用最強(qiáng)時(shí)就是量子力學(xué)書(shū)上通常所說(shuō)的馮?諾依曼測(cè)量。進(jìn)一步的理論研究認(rèn)為，量子測(cè)量可以被概率性地消除，即測(cè)量完成后通過(guò)后續(xù)操作能以一定的幾率使系統(tǒng)恢復(fù)到被測(cè)量前狀態(tài)。

      李傳鋒研究組利用單光子的偏振作為待測(cè)比特系統(tǒng)，搭建了兩個(gè)高性能的量子干涉儀，分別實(shí)現(xiàn)量子態(tài)的測(cè)量和恢復(fù)過(guò)程。該實(shí)驗(yàn)裝置不僅可實(shí)現(xiàn)不同強(qiáng)度的量子測(cè)量，而且對(duì)于任意量子測(cè)量能進(jìn)行最優(yōu)恢復(fù)操作。實(shí)驗(yàn)證實(shí)，對(duì)于量子信息中廣泛使用的比特系統(tǒng)，量子測(cè)量提取的信息和量子態(tài)恢復(fù)幾率間存在等式關(guān)系，提取的信息越多，相應(yīng)量子態(tài)恢復(fù)幾率越小。

      李傳鋒介紹說(shuō)，量子力學(xué)中的著名原理，如海森堡不確定原理和玻爾互補(bǔ)原理，其數(shù)學(xué)表達(dá)式大都是不等式。該實(shí)驗(yàn)成果首次驗(yàn)證了量子信息提取過(guò)程中的一個(gè)等式關(guān)系，豐富了對(duì)量子測(cè)量這一基本問(wèn)題的理解，對(duì)量子測(cè)量的表征及量子信息安全具有重要意義。