中科大首次在两比特系统中观测到单向量子导引

(记者杨)中国科学院量子信息重点实验室李传峰、徐进士课题组首次在一个二比特系统中用多种测量设置对单向EPR量子制导进行了实验观测。相关结果最近发表在《物理评论快报》上。

薛定谔曾经提出了量子制导的概念:一方通过测量瞬时影响另一方量子态的能力是纠缠和贝尔非局域性之间的一种性质。它本质上是不对称的，这不同于纠缠和贝尔非局域性。

即使在最简单的双量子位系统中，用于任意测量设置的量子制导以前也没有实现过。这一次，研究小组已经建立了一个参数可调的非对称马赫-曾德尔干涉仪，并准备了一个特殊的两位纠缠态。在特定的参数空间中，对于任何测量设置，纠缠态都具有单向量子导向。研究组分别在两种测量设置和三种测量设置下测量不同方向的导向半径。当导向半径大于1时，导向成功；否则，指导会失败。实验结果清楚地显示了随着量子态参数的变化，从相互导向区到单向导向区再到非导向区的变化。

实验结果还表明，可以在一个方向上被引导的量子态的数量随着测量设置的增加而减少。进一步的分析表明，该研究小组提出的引导半径能够直观有效地判断量子态是否能够被引导。

基于最简单双体系统的量子制导在量子物理基础问题的研究中具有重要意义。此外，两个量子位的引导只需要很少的量子资源，在未来的单向量子信息任务中将发挥重要作用。

《中国科学日报》(第四版综合版，2017年4月25日)