郭光(guāng)燦院士團隊在量子測量的(de)基礎研究中取得(de)重要實驗進展。該團隊李傳鋒、項國勇、侯志博研究組與複旦大(dà)學朱黃(huáng)俊教授合作，首次實驗演示一組不等價的(de)相互無偏量子測量具有不同信息提取能力。該研究成果于2024年2月(yuè)21日在線發表在國際權威期刊《物(wù)理(lǐ)評論快(kuài)報》上。

　　基于相互無偏基的(de)量子測量，又稱爲相互無偏測量或互補測量，在基礎研究和(hé)量子信息處理(lǐ)中發揮著(zhe)至關重要的(de)作用(yòng)。如果兩組相互無偏基不能通(tōng)過酉變換相互轉換，則稱他(tā)們不等價。這(zhè)種不等價性長(cháng)期作爲一個(gè)有趣的(de)理(lǐ)論問題被研究人(rén)員(yuán)關注，然而這(zhè)種不等價性是否具有實際意義缺知之甚少。

　　項國勇研究組采用(yòng)近年來(lái)著(zhe)力發展的(de)高(gāo)精度多(duō)拷貝光(guāng)量子精密測量平台[Nat. Commun. 9,1(2018); PRL 124,060502(2020); PRL 125,020501(2020); PRL 126,070503(2021); PRL 128,020502(2022)]，在實驗上驗證了(le)四維空間中不等價的(de)相互無偏基測量基在三拷貝量子态實際測量問題中具有不同信息提取能力。實驗中采用(yòng)相互無偏基測量基進行量子态信息提取，用(yòng)保真度來(lái)衡量信息提取能力，因此保真度和(hé)互相無偏測量基的(de)其内禀性質相關。随著(zhe)相互無偏基選取的(de)不同，實驗得(de)到的(de)最大(dà)保真度與最小保真度相差約4%，與理(lǐ)論預測的(de)平均偏差僅爲0.16%，這(zhè)清楚地展示出不等價的(de)相互無偏基具備不同信息提取能力。這(zhè)項研究标志著(zhe)不等價相互無偏基的(de)研究從理(lǐ)論跨入實際，在量子态估計、糾纏檢測和(hé)量子通(tōng)信等諸多(duō)量子信息處理(lǐ)任務具有潛在應用(yòng)價值。

　　中國科學院量子信息重點實驗室博士生鄢雯哲和(hé)複旦大(dà)學博士生李蘊婷爲論文共同第一作者，通(tōng)訊作者爲我校項國勇教授，侯志博教授和(hé)複旦大(dà)學朱黃(huáng)俊教授。該項研究得(de)到了(le)科技部、國家自然科學基金委、中國科學院和(hé)教育部的(de)支持。

　　論文鏈接：

　　https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.080202

　　(中國科學院量子信息重點實驗室、中國科學院量子信息和(hé)量子科技創新研究院、物(wù)理(lǐ)學院、科研部)

　　來(lái)源：中國科學技術大(dà)學 發布時(shí)間：2024/2/24 7:32:43