經(jīng)濟日報-中國經(jīng)濟網(wǎng)北京8月7日訊(記者文晶)中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)郭光燦院士團隊在量子資源研究中取得重要進(jìn)展,該團隊李傳鋒、項國勇研究組與新加坡南洋理工大學(xué)、北京大學(xué)、清華大學(xué)的合作者提出量子相干性與量子關(guān)聯(lián)之間的循環(huán)轉化方法,并在光子系統中實(shí)驗驗證了該方案。該研究成果8月2日在線(xiàn)發(fā)表在國際權威期刊《物理評論快報》上。
不同物理資源之間轉換一直是物理學(xué)研究的一項重要內容。其中最著(zhù)名的例子就是由熱能轉換成動(dòng)能的蒸汽機的發(fā)明。在量子信息領(lǐng)域,量子資源(量子關(guān)聯(lián)、量子相干性等)不僅對量子力學(xué)基本問(wèn)題研究有著(zhù)極其重要的作用,而且在各種量子任務(wù)中也扮演著(zhù)不可或缺的角色。量子相干性是量子系統區別于經(jīng)典系統的根源。近年來(lái),如何量化和操控量子相干性作為量子資源理論研究取得了重要進(jìn)展。量子關(guān)聯(lián)則是比量子糾纏更基本的概念,量子糾纏是量子關(guān)聯(lián)的一部分。作為兩種重要的量子資源,量子相干性和量子關(guān)聯(lián)之間能不能相互轉化以及如何轉化等問(wèn)題近年來(lái)受到廣泛關(guān)注。最近的兩篇理論工作分別提出了如何在只允許非相干操作的情況下將量子相干性轉化成量子關(guān)聯(lián),以及在只允許局域量子-非相干操作及經(jīng)典通訊的情況下,將兩體系統的量子關(guān)聯(lián)最大化轉化到其中一體的相干性。
項國勇和MileGu等人將兩個(gè)不相關(guān)的過(guò)程結合起來(lái),理論上提出了在上述兩個(gè)協(xié)議下實(shí)現量子相干性和量子關(guān)聯(lián)之間無(wú)損失循環(huán)轉化的線(xiàn)路圖?紤]一個(gè)兩體系統A和B,B是一個(gè)非相干的附屬粒子。在量子相干性到量子關(guān)聯(lián)的轉化中,通過(guò)一個(gè)兩體的非相干量子操作使A上的量子相干性完全轉化到A與B之間的量子關(guān)聯(lián)上。在量子關(guān)聯(lián)到量子相干性的轉化中,通過(guò)對B的投影測量加上對A的非相干量子操作,使A的量子相干性最大化。項國勇等人設計了光學(xué)實(shí)驗實(shí)現了一次循環(huán)轉化的過(guò)程。實(shí)驗中初始A粒子的相干性有86%被轉化成量子關(guān)聯(lián),完成第二步,即A與B之間的量子關(guān)聯(lián)再次轉化成A粒子的相干性后,A粒子的相干性為初始時(shí)相干性的80%。該實(shí)驗完整展示了量子相干性和量子關(guān)聯(lián)兩種量子資源之間的循環(huán)轉化。
該工作得到了審稿人的高度評價(jià),認為這是一個(gè)里程碑式的工作,會(huì )極大地促進(jìn)量子相干性與量子關(guān)聯(lián)的相關(guān)研究。
(責任編輯:張雪)