近日，《中國科學報》獲悉，杭州電子科技大學量子精密測量實驗室教授陸曉銘聯合浙江大學物理學系教授王曉光，首次將海森堡測不準原理和量子多參數估計直接結合起來，提出一種新型的信息制約關系。相關研究成果發表于《物理評論快報》。
陸曉銘告訴《中國科學報》：“利用這一新型制約關系，研究人員可以在許多問題中繪出兼顧多參數的最佳測量曲線，這意味著多個信號參數的量子精密測量研究獲得了新的關鍵理論工具。”
據悉，量子信息技術主要包括量子計算、量子通信和量子精密測量三大領域，可以在提升運算處理速度、信息安全保障能力、測量精度和靈敏度等方面突破經典技術的瓶頸。陸曉銘指出，量子精密測量也有“阿喀琉斯之踵”的稱號。“根據海森堡測不準原理，對于有些物理量而言，我們不可能同時對它們進行精確測量。比如一個粒子，我們可以對它的位置進行最佳測量，也可以對其動量進行最佳測量。然而，想同時對其位置和動量進行最佳測量，是不可能的，因為這是被量子力學禁止的。”
研究發現，同時測量粒子的位置和動量時，相互之間存在一種制約關系。
“我們的研究定義了一種‘信息遺憾’，以便推導出同時測量多個參數時的‘最佳組合’。” 陸曉銘打了一個比方，“‘量子’同學想找一份‘事情少’同時‘離家近’的工作，然而這兩者往往不能兼得。當該同學已經得到一些錄用通知時，會猶豫是否還有更好的機會。但基于本論文的方法，我們可以告訴這位‘量子’同學一系列最佳組合——事情盡可能少、離家盡可能近。”
針對海森堡測不準原理中“多參數測量精度魚與熊掌不可兼得”，陸曉銘形象地比喻說，“既當百分百千里眼，又當百分百順風耳，是不可能的”。而論文中繪出的“兼顧多參數的最佳測量曲線”，等于找到了“既看得比較遠又聽得比較清”并且“發揮出所有潛力”的測量區域。沈春蕾
關鍵詞： 多信號量子精密測量
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