記者從中國(guó)科大獲悉，該校郭光燦院士團(tuán)隊(duì)李傳鋒、項(xiàng)國(guó)勇等人與國(guó)外同行合作，首次在理論上完全解決量子比特在非相干操作(不增加相干性的操作)下的轉(zhuǎn)化問(wèn)題并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證，該成果日前發(fā)表在國(guó)際著名物理學(xué)學(xué)術(shù)期刊《NPJ量子信息》上。
量子相干性(quantum coherence)作為一種對(duì)量子疊加性的量化，是量子物理與量子信息的核心所在，在各種量子任務(wù)(如量子計(jì)算、量子通信等)中具有重要應(yīng)用。最近量子相干性的嚴(yán)格定義的提出促進(jìn)了量子相干性資源理論的發(fā)展。量子相干性的資源理論主要研究量子疊加性的操作性價(jià)值，其中一個(gè)核心問(wèn)題是量子態(tài)在非相干操作下的轉(zhuǎn)化問(wèn)題。
在前期理論工作的基礎(chǔ)上，科研人員設(shè)計(jì)了一系列實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證。他們將量子比特編碼到光子的偏振態(tài)中，首次設(shè)計(jì)出全光學(xué)的嚴(yán)格非相干操作的裝置，并以高保真度實(shí)現(xiàn)了單量子比特以及分布式體系中的量子比特在非相干操作下的轉(zhuǎn)化。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，利用光學(xué)技術(shù)可以方便地實(shí)現(xiàn)量子態(tài)的在非相干操作下轉(zhuǎn)化的研究，這為利用現(xiàn)有光學(xué)技術(shù)在具體應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)相干性轉(zhuǎn)化鋪平了道路。本成果首次完全解決了量子比特在相干性資源理論中的轉(zhuǎn)化問(wèn)題，并得到了審稿人的高度肯定和評(píng)價(jià)，稱贊：“它是量子信息處理研究領(lǐng)域中的重要一塊。”(記者 吳長(zhǎng)鋒)
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