Результаты исследования были опубликованы онлайн 12 апреля в международном авторитетном журнале Nature Communications.
Квантовое измерение является незаменимым средством для извлечения информации из квантовых систем. Поэтому изучение квантовых возможностей измерения и ограничений на связь между неопределенностью, нелокализмом и другими основными задачами квантовой физики и квантовыми измерениями, квантовыми изображениями, детектированием гравитационных волн и т. Д. Приложение имеет большое значение.
Однако из-за вероятности квантового мира, чтобы извлечь достаточную информацию, необходимо измерить несколько идентичных квантовых систем. Исследование показало, что коллективное измерение кванта может извлечь больше, чем существующее измерение каждой квантовой системы. Информация, тем самым более эффективное, более точное завершение различных задач квантовой информации.
Так называемое коллективное измерение относится к одновременному измерению нескольких идентичных копий квантовой системы с использованием нелокальных измерений (т. Е. Измерений зацепления). Хотя предложено коллективное измерение и его значение было широко признано уже два десятилетия назад, оно эффективно реализуется. Коллективные измерения всегда рассматривались как экспериментально невозможная задача. Поэтому большинство методов извлечения информации из задач квантовой информации по-прежнему остаются локальными измерениями на отдельных квантовых системах.
Ли Чуанфэн и другие из Университета науки и техники Китая предложили новый метод коллективных измерений для квантовых состояний и достигли оптимального коллективного измерения в экспериментах. Это детерминированное коллективное измерение впервые было использовано в мире для однобитовой квантовой томографии. Экспериментальное исследование пробило границы квантовой точности локальных измерений и получило наиболее эффективную квантовую томографическую эффективность.
Экспериментальные результаты показывают, что коллективное измерение может улучшить эффективность хроматографии не менее чем на 50% и что диапазон улучшения эффективности возрастает с чистотой квантового состояния и номера копии квантовой системы. Например, для измерения 2048 идентичных копий общего чистого состояния два Эффективность коллективного измерения копии примерно в 3 раза лучше, чем текущий оптимальный метод адаптивного локального измерения.
По имеющимся данным, этот результат исследования обеспечивает метод преодоления предела квантовой точности локальных измерений при многопараметрическом измерении квантовой точности и открывает новое направление для использования коллективных измерений для реализации обработки квантовой информации и фундаментальных проблем в исследованиях квантовой механики.