郭光灿院士领衔实现量子态可恢复新型量子测量

(记者杨)日前，记者从中国科技大学获悉，由中国科学院量子信息重点实验室郭广灿院士率领的李传峰研究团队，与中国科学院半导体研究所和瑞典科学家合作， 实验上实现了一种新型的量子测量，其中量子态可以被恢复，验证了量子测量过程中信息提取和量子态恢复之间的转换方程关系，从而从信息提取的角度加深了对海森堡测不准原理的理解。 相关结果发表在《物理评论十》在线期刊上

随着量子信息科学的发展，人们对量子测量有了更深的理解。在测量过程中，探针与系统之间的相互作用强度是量子测量的一个重要参数，在量子力学书籍中最强的相互作用通常称为冯·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，即在测量完成后，系统可以通过后续操作以一定的概率恢复到测量前的状态。

李传峰的研究团队利用单光子的偏振态作为待测比特系统，搭建了两台高性能的量子干涉仪，分别实现了量子态的测量和恢复过程。该实验装置不仅可以实现不同强度的量子测量，而且可以对任何量子测量进行最优恢复操作。实验表明，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与量子态的恢复概率之间存在一个等式关系。提取的信息越多，相应量子态的恢复概率越小。

李传锋说，量子力学中大多数著名的原理，如海森堡测不准原理和玻尔互补原理，都是数学表达式中的不等式。实验结果首次验证了量子信息提取过程中的一个方程关系，丰富了对量子测量基本问题的理解，对量子测量的表征和量子信息的安全性具有重要意义。

《中国科学日报》(第四版综合版，2014年6月24日)