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        浙江一高校教授提出量子精密測量新型理論工具

           日期:2021-04-29     來源:中新網    評論:0    
        核心提示:近年來,量子精密測量在引力波觀測等方面備受期待。然而,量子精密測量也有“阿喀琉斯之踵”。根據海森堡測不準原理,對于有些物理量而言,我們不可能同時對它們進行精確的測量。比如一個粒子,我們可以對它的位置進行最佳的測量,也可以對它的動量進行最佳的測量。然而,想同時對其位置和動量進行最佳測量,卻是不可能的。如何定量描述其中的制約關系,是多參數量子精密測量中一個長久以來未被解決的問題。

        圖為陸曉銘教授?!堉逻h

        中新網杭州4月28日電(謝盼盼 程振偉 張致遠 )4月28日,記者從杭州電子科技大學了解到,該校量子精密測量實驗室主任陸曉銘教授,聯合浙江大學物理學系王曉光教授,在物理學領域期刊上發文,首次將海森堡測不準原理和量子多參數估計直接結合起來,提出一種新型的信息制約關系,可以成功繪出“兼顧多參數的最佳測量曲線”。這意味著“多個信號參數的量子精密測量研究獲得了新的關鍵理論工具”。

        眾所周知,量子信息技術主要包括量子計算、量子通信和量子精密測量三大領域,可以在提升運算處理速度、信息安全保障能力、測量精度和靈敏度等方面突破經典技術的瓶頸。

         

        圖為相關論文內容?!堉逻h提供

        近年來,量子精密測量在引力波觀測等方面備受期待。然而,量子精密測量也有“阿喀琉斯之踵”。根據海森堡測不準原理,對于有些物理量而言,我們不可能同時對它們進行精確的測量。比如一個粒子,我們可以對它的位置進行最佳的測量,也可以對它的動量進行最佳的測量。然而,想同時對其位置和動量進行最佳測量,卻是不可能的。如何定量描述其中的制約關系,是多參數量子精密測量中一個長久以來未被解決的問題。

        杭州電子科技大學量子精密測量實驗室主任陸曉銘教授,聯合浙江大學物理學系王曉光教授,在物理學領域國際頂級期刊《物理評論快報》(Physical Review Letters)上發文,首次將海森堡測不準原理和量子多參數估計直接結合起來,提出一種新型的信息制約關系。利用這一新型制約關系,可以在許多問題中成功繪出“兼顧多參數的最佳測量曲線”。這意味著“多個信號參數的量子精密測量研究獲得了新的關鍵理論工具”。

        “這篇論文定義了一種‘信息遺憾’,用來定量刻畫量子測量在估計未知參數方面和最佳情況相比的性能差距。進一步,可以基于信息遺憾推導出同時測量多個參數時的那些‘最佳組合’。好比‘量子’同學想找一份‘事情少’同時‘離家近’的工作,然而這兩者往往不能兼得。當該同學已經得到一些錄用通知時,會猶豫是否還有更好的機會。但基于本論文的方法,我們可以告訴這位‘量子’同學一系列最佳組合(即‘事情盡可能少’‘離家盡可能近’)。”陸曉銘告訴記者。

        為了形象表示海森堡測不準原理中“多參數測量精度不可魚與熊掌兼得”,陸曉銘將其比喻為“既當百分百千里眼又當百分百順風耳是不可能的”。而論文中繪出的“兼顧多參數的最佳測量曲線”,等于是找到了“既看得比較遠又聽得比較清”并且“發揮出所有潛力”的測量區域。

        據了解,這一研究得到了來自國家自然科學基金和浙江省自然科學基金的經費支持。近年來,陸曉銘教授領銜的團隊已完成量子精密測量實驗室的初步建設,并在量子成像等方面連續取得多項重要進展,在npj Quantum Information,Physical Review A,Physical Review Applied等物理類知名期刊上發表多篇重要研究成果。(完)

         
          
          
          
          
         
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