Forskere minimerer kvantetilbageaktion i termodynamiske systemer via sammenfiltrede målinger

Anført af akademikeren Prof.Guo Guangcan fra det kinesiske videnskabsakademi (CAS), Prof. Li Chuanfengs gruppe og Prof. Xiang Guoyongs gruppe fra University of Science and Technology of China (USTC), CAS, i samarbejde med teoretiske fysikere fra Tyskland, Italien og Schweiz, udførte det første eksperiment ved hjælp af sammenfiltrede kollektive målinger til minimering af kvantemåling tilbageaktion baseret på fotonisk system.

Resultatet blev offentliggjort online i Fysisk gennemgangsbreve den 16. november.

Når et observerbart objekt måles to gange på et koherent kvantsystem i udvikling, den første måling ændrer normalt den statistiske information om den anden måling, fordi den første måling brød systemets kvantesammenhæng, som kaldes målebagaktion.

Et tidligere teoretisk arbejde fra Dr. Martí Perarnau Llobet i 2017 påpegede, at, uden at krænke de grundlæggende krav i kvantetermodynamik, måling af tilbagegang kan ikke helt undgås, men graden af ​​modvirkning forårsaget af projektiv måling kan reduceres gennem kollektiv måling.

Baseret på ovenstående teoretiske forskningsresultater, Prof. Xiang og medforfatterne realiserede den kvantekollektive måling og observerede med succes reduktionen af ​​målingens tilbagegang i 2019.

Da de kvantekollektive målinger, der blev brugt i tidligere værker, var adskillelige, et naturligt spørgsmål kan rejses:Om der er kvantefiltret kollektiv måling, som reducerer mere tilbagegang, end hvad vi har opnået.

Prof. Xiang og hans teoretiske samarbejdspartnere undersøgte den optimale kollektive måling i to qubit -systemet. De fandt ud af, at der er en optimal sammenfiltring af kollektive målinger teoretisk set, som kan minimere modvirkningen i et to qubit system, og tilbageaktion kan undertrykkes til nul i tilfælde af stærkt sammenhængende evolution.

Derefter, de designede og implementerede sammenfiltringsmåling via fotonisk kvantegang med troskab op til 98,5%, og observerede reduktionen af ​​projektionsmålingens reaktion.

Dette arbejde er vigtigt for studiet af kollektiv måling og kvantetermodynamik. Dommerne kommenterede arbejdet som et stort fremskridt på området:"Eksperimentet er godt udført, da resultaterne nøje følger, hvad man ville forvente af en ideel implementering. Samlet set, Jeg synes, at artiklen er et yderst interessant bidrag til emnet kvantebagaktion og en fantastisk kombination af ny teori og fejlfri eksperimentel implementering. "