近日,中科大郭光燦院士領導的中科院量子信息重點實驗室李傳鋒研究組,與中科院半導體研究所及瑞典科學家合作,實驗實現(xiàn)量子態(tài)可恢復的新型量子測量,從信息提取角度推進對海森堡不確定關系的理解。這一成果發(fā)表在著名期刊《物理評論X》上,對實現(xiàn)量子信息安全具有重要意義。
1927年,德國物理學家海森堡提出“不確定性原理”,認為在一個量子力學系統(tǒng)中,一個粒子的兩個力學量,比如位置和動量,不可能同時被確定。量子測量是量子力學的核心問題之一,根據(jù)馮·諾依曼假定,量子測量在提取信息的同時會導致量子態(tài)的坍縮。馮·諾依曼測量能提取最多的信息,但是會徹底破壞系統(tǒng)的狀態(tài),使得量子態(tài)恢復幾率為零。研究組的實驗證實,對于量子信息中廣泛使用的比特系統(tǒng),量子測量提取的信息和量子態(tài)恢復幾率之間存在一個等式關系,提取的信息越多,相應量子態(tài)恢復幾率越小。
李傳鋒介紹,實驗結果完美地驗證了量子測量中信息提取與量子態(tài)恢復之間的轉化等式關系,豐富了人們對量子測量這一基本問題的理解,對實現(xiàn)量子信息安全具有重要意義。同時,這一成果也從量子信息提取的角度,推進了對海森堡不確定關系的深入研究。