中科大实现量子态可恢复的新型量子测量

中安在线讯 记者今日(6月17日)从中国科技大学了解到，由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国科学院半导体研究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，丰富了人们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。此成果6月5日在线发表在《物理评论X》上。

近年来，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耦合强度是量子测量的重要参数。研究组的实验证实，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之间存在一个等式关系，提取的信息越多，相应量子态恢复几率越小。冯•诺依曼测量能提取最多的信息，但是会彻底破坏系统的状态，使得量子态恢复几率为零。

研究组利用单光子的偏振作为待测的比特系统，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。这样的实验装置不仅可以实现不同强度的量子测量，而且对于任意量子测量可以进行最优恢复操作。实验结果完美地验证了量子测量中信息提取与量子态恢复之间的转化等式关系。它完全不同于不确定关系和互补原理等的不等式关系，丰富了人们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。本成果同时从量子信息提取的角度推进了海森堡不确定关系的深入研究。(记者：赵孝刚)