被认为比超级计算机高出一步的量子计算机和无法被黑客入侵的量子通信等大部分量子信息技术都是基于量子纠缠的原理。然而,纠缠系统存在于一个很小的微观世界中,并且非常脆弱。量子计量虽然在精密计量中提供了比传统测量更高的灵敏度,但也主要依赖于量子纠缠,因此难以在实际应用中实现。最近,国内研究组提出了不使用纠缠资源也能实现量子计量精度的方法。
浦项工科大学物理系教授金润浩(音)和金汝燮博士(音)研究组发现了不使用量子纠缠也能达到海森堡极限的弱值放大(WVA)方法。海森堡极限是指在量子计量中最终能达到的精度。
基于wva的计量是测量量子效应的方法之一,是一种以最小的影响获得量子系统中最多信息的方法。它可以在不坍缩量子态的情况下有效地测量系统。
通过使用这种方式测量的弱值,可以放大微小的物理效应,如超小相移。与传统方法相比,该方法的误差较小,但存在检测概率较低的关键局限性。利用纠缠来克服这一限制的方法已经被提出,但是产生大规模量子纠缠的困难一直是实现海森堡有限计量的主要挑战。
研究人员已经证实,在弱值放大中,通过不同量子态之间的迭代相互作用,不使用纠缠可以达到海森堡极限。他们解释说,这是由纠缠系统的每个粒子与米之间的局部迭代相互作用产生的,而不是由量子纠缠本身产生的。
主导该研究的金润浩教授表示:“通过验证纠缠不是达到海森堡极限的绝对条件,这将有助于量子计量学的实际应用。”
故事来源:
材料所提供的浦项工业大学(POSTECH).注:内容可能会根据风格和长度进行编辑。
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