科技大利用纠缠态探针首次实现噪声适应的量子精密测量

　量子信息是量子物理与信息技术相结合发展起来的新学科,主要包括量子通信和量子计算2个领域。量子通信主要研究量子密码、量子隐形传态、远距离量子通信的技术等等;量子计算主要研究量子计算机和适合于量子计算机的量子算法。

　　科技大物理学院研究团队采用纠缠态的量子相干性和精密测量对横向噪声的适应性，将噪声与信号同时作用在探针上，制备出多光子GHZ纠缠态探针在光子数达到6时仍可超越标准量子极限，在抗噪声量子精密测量的研究中取得了新的进展。

　　 量子相干性

　　电子向右自旋和正电子向左自旋的状态是相关联的，这一现象称作量子相干性。要在量子计算机中实现高效率的并行运算，就要用到量子相干性。彼此有关的量子比特串列，会作为一个整体动作。因此，只要对一个量子比特进行处理，影响就会立即传送到串列中多余的量子比特。这一特点，正是量子计算机能够进行高速运算的关键。

　　纠缠态的量子相干性

　　量子纠缠和量子非局域性一直是量子理论基础研究的一个热点问题。量子纠缠作为一种重要的资源已被广泛地应用于量子信息处理和量子通信中,例如:量子并行计算、量子保密通讯、量子密集编码、量子隐形传态等,量子纠缠Z显著的特征就在于它的量子非局域性,多粒子系统的量子纠缠是体现量子非局域性的一个重要方式,量子信息学的大多数问题都与非局域的量子纠缠现象有关。

　　量子精密测量

　　量子光学研究在过去几十年间的进展之一是各种非经典光场的制备及应用。压缩态光场和纠缠态光场是两种非常重要的非经典光场,他们是实现量子计算和量子信息研究的重要资源。为了推动量子信息研究进一步实用化发展,必须能够将非经典光场进行长程传输,而光纤是进行远距离光传输的载体为满足这一需求,就需要将非经典光场的研究扩展到光纤传输窗口波段。对任何物理量的测量都有一定的噪声, 经典测量所能达到的Z小噪声一般称为散粒噪声,对应着测量的标准量子极限。利用压缩光可以突破标准量子极限, 从而提高测量精度. 压缩态光场用于突破标准量子极限的基本原理, 以及压缩态光场在相位测量、光学横向小位移及倾斜测量、磁场测量以及时钟同步等精密测量领域的应用和进展。

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