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中科大首次實驗實現噪聲適應的量子精密測量

本網訊(記者 桂運安)記者11月6日從中科大獲悉,該校郭光燦院士團隊李傳鋒、黃運鋒研究組與英國科學家合作,在線性光學系統中實驗驗證了糾纏態的相干性對橫向噪聲的適應性,并進一步驗證在橫向噪聲中糾纏態探針的量子測量精度仍可超越標準量子極限。該成果11月1日發表在國際權威物理學期刊《物理評論快報》上。

量子信息技術通過對量子態的操控,實現信息的安全傳輸和存儲。然而,量子系統不可避免地會與環境相互作用而引入噪聲,導致量子態非常脆弱。如何抵抗噪聲是目前可擴展量子信息技術的核心問題之一。

李傳鋒、黃運鋒等人采用高效可控的線性光學系統,研究了糾纏態的量子相干性和精密測量對橫向噪聲的適應性。研究組首先驗證了四光子GHZ(格林伯格、霍恩、塞林格)糾纏態在橫向噪聲下相干性的凍結現象,同時還觀測到GHZ糾纏態在噪聲中演化時量子Fisher信息量也保持不變,這意味著將其應用于參數估計時測量精度將不會隨噪聲增加而衰減。

研究組進一步考慮更實際的情況,將噪聲與信號同時作用在探針上,結果表明即使噪聲強度與信號相同,實驗中制備出的多光子GHZ糾纏態探針在光子數達到6時仍可超越標準量子極限,展示了噪聲適應的量子精密測量方案的優越性。

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