中科院物理所量子相干度量研究取得進展
量子態(tài)具有相干疊加的性質,對其進行深入研究可以加深人們對量子力學基本問題的認識,同時量子信息技術的快速發(fā)展又賦予了量子相干更多的物理意義。量子光學中經(jīng)常提到的相干態(tài)就是基于相干疊加原理所構成的量子態(tài)。盡管如此,關于量子相干大小的度量問題,研究者只是基于較為直觀的理解,即量子態(tài)密度矩陣非對角元的大小就對應于相干度的大小。1962年楊振寧提出超導量子相中存在非對角長程序,即是指長程的量子相干性。但是,在量子信息和量子物理研究中,過去人們只是較為關注量子糾纏、量子關聯(lián)等沒有經(jīng)典對應的非局域性質及其大小,而認為量子相干可以由經(jīng)典波(比如水波)的性質來進行類比,因此量子相干大小的度量問題并沒有引起普遍的關注! 2014年,德國科學家提出了基于量子計算資源理論框架的量子相干度量方案(Phys. Rev. Lett. 113, 140401),列舉出了作為量子相干度量應滿足的一些基本要求,并證明了人們普遍接受的量子態(tài)密度矩陣非對角元的大小即滿足量子相干度量的所有條件,同時他們發(fā)現(xiàn)量子態(tài)密度矩陣與僅包含密度矩陣對角元矩陣的相對熵也可以用來衡量量子態(tài)的相干度大小。相比于不同形式的量子關聯(lián),量子相干可以描述量子態(tài)更具一般意義的性質,并提供更為豐富和復雜的物理涵義,因此極大地激發(fā)了人們的研究熱情。 |