在实验上首次发明量子关联可以不被情形破损;解决了对量子纠缠在噪声信道中演化举行有用刻划的天下难题;首次视察到量子纠缠“死而复生”征象
4月12日,国际权威学术期刊《自然》子刊《自然—通讯》创刊号上,揭晓了中国科大郭光灿院士向导的中科院量子信息重点实验室关于经典关联和量子关联在消相关情形中演化的实验研究效果,他们在实验上首次发明量子关联可以不被情形破损。这是该实验室近四个月以来揭晓的第三项主要效果,另两项成已先后揭晓在国际著名学术期刊《物理谈论快报》上。
在量子信息科学生长的初期,人们熟悉到纠缠是量子信息手艺优越性的要害所在。然而随着近几年的深入研究,人们发明了一个更普遍的看法—关联,它反应了量子态各部分之间的相互联系。关联可分为经典关联和量子关联,而纠缠只是量子关联中特殊的一类。人们发明,没有纠缠的量子关联也能实现许大批子信息历程,并且量子关联可以用来解决诸如相变等物理难题。
但作为量子通讯和量子盘算领域主要资源的量子关联很是懦弱,很容易被情形破损而消逝,怎样解决这一问题,一直是对学术界的极大挑战。中国科大中科院量子信息重点实验室李传锋博士研究组,在光学系统中制备出种种贝尔对角态,用它们作为初始态在消相关情形中举行传输,在实验上研究关联的演化。他们在天下上首次发明了一类初态,其量子关联能在很大规模的消相关情形中不被破损,称之为量子关联无消相关子空间。同时,他们还验证了量子关联与经典关联在消相关演化历程中的突变征象,并证实,某些特殊的初始态在演化历程中量子关联可以大于经典关联,推翻了以前文献中经典关联一定大于即是量子关联的意料。这项效果将极大地推动量子关联的物理学研究及其应用研究,尤其是量子关联无消相关子空间和关联演化中的突变征象,更是值得深入探索的主要科学问题。
别的,前不久,李传锋研究组还解决了对量子纠缠在噪声信道中演化举行有用刻划的天下难题。量子信道是结构量子网络必不可少的物质基础,由于真实信道具有不可阻止的消耗,因此怎样在实验上有用地定量形貌纠缠在信道中的传输,一直困扰着学术界。以往的要领是接纳态层析手艺,但由于各粒子间纠缠的保存,要对多粒子态举行层析,其难度难以想象。李传锋研究组接纳一种新的表征方法,他们应用光学系统在实验上证实,只要给定输入态的纠缠度便可万无一失地获得输出态的纠缠度,这关于量子网络通讯具有主要意义。
该小组还创立性地使用特制的法布里-玻罗腔作为量子信道,在光学系统中首次视察到量子纠缠的崩塌与回复征象,即纠缠逐渐镌汰后在相同情形下继续传输又会自动增添。特殊有趣的是,他们还首次视察到了量子纠缠突然殒命一段时间后又重新复生这一奇异征象。这一效果将在量子存储等方面获得主要应用。