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兩類不同量子資源間實現相互循環轉化

時間:2018-09-06 來源:互聯網

記者從中國科學技術大學獲悉,該校郭光燦院士團隊李傳鋒、項國勇研究組與新加坡南洋理工大學、北京大學、清華大學的合作者,提出量子相干性與量子關聯之間的循環轉化方法,并在光子系統中實驗驗證了該方案。該研究成果日前在線發表在國際期刊《物理評論快報》上。

不同物理資源之間轉換一直是物理學研究的一項重要內容。其中最著名的例子就是由熱能轉換成動能的蒸汽機。在量子信息領域,量子資源(量子關聯、量子相干性等)不僅對量子力學基本問題研究有著極其重要的作用,而且在各種量子任務中也扮演著不可或缺的角色。量子相干性是量子系統區別于經典系統的根源。作為兩種重要的量子資源,量子相干性和量子關聯之間能不能相互轉化以及如何轉化等問題近年來受到廣泛關注。

科研人員將兩個不相關的過程結合起來,理論上提出了在上述兩個協議下實現量子相干性和量子關聯之間無損失循環轉化的線路圖。考慮一個兩體系統A和B,B是一個非相干的附屬粒子。在量子相干性到量子關聯的轉化中,通過一個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之間的量子關聯上。在量子關聯到量子相干性的轉化中,通過對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實驗,最終,該實驗完整展示了量子相干性和量子關聯兩種量子資源之間的循環轉化。

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