郭光灿院士领衔实现量子态可恢复新型量子测量

记者日前从中国科大获悉，该校郭光灿院士领导的中科院量子信息重点实验室李传锋研究组与中科院半导体所及瑞典科学家合作，实验实现了量子态可恢复的新型量子测量，并验证了量子测量过程中信息提取与量子态恢复之间的转化等式关系，从信息提取的角度推进了对海森堡不确定原理的理解。相关成果在线发表于《物理评论X》杂志。

随着量子信息科学的发展，人们对量子测量有了更深入的理解。测量过程中，探针与系统的相互作用强度是量子测量的重要参数，相互作用最强时就是量子力学书上通常所说的冯·诺依曼测量。进一步的理论研究认为，量子测量可以被概率性地消除，即测量完成后通过后续操作能以一定的几率使系统恢复到被测量前状态。

李传锋研究组利用单光子的偏振作为待测比特系统，搭建了两个高性能的量子干涉仪，分别实现量子态的测量和恢复过程。该实验装置不仅可实现不同强度的量子测量，而且对于任意量子测量能进行最优恢复操作。实验证实，对于量子信息中广泛使用的比特系统，量子测量提取的信息和量子态恢复几率间存在等式关系，提取的信息越多，相应量子态恢复几率越小。

李传锋介绍说，量子力学中的著名原理，如海森堡不确定原理和玻尔互补原理，其数学表达式大都是不等式。该实验成果首次验证了量子信息提取过程中的一个等式关系，丰富了对量子测量这一基本问题的理解，对量子测量的表征及量子信息安全具有重要意义。