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理学家一直依靠光学来测试其基本原理

发布时间:2020-10-08 14:05 作者:欧冠竞猜

  自从发现量子力学以来,在20世纪初期,物理学家一直依靠光学来测试其基本原理。

  即使在今天,线性量子光学(单光子如何在反射镜,波片和分束器中工作的物理原理)仍在观察多方纠缠,测试量子非局域性以及解决有关现实本身本质的基本问题方面处于领先地位。

  众所周知,光线避免了互动。一束光不会轻易影响到另一束光,它们只是通过干涉加起来便可以开展业务。

  迄今为止,量子力学测试已经依赖于我们产生光状态的能力,在这些状态下,当所有光子都被测量时,可以筛选出一部分测量模式,即发生了所需相互作用的那些模式。物理学家称这种技术为“后选”。

  布里斯托大学量子光子学中心的一个团队的新工作发现了可以通过后选择进行的量子运算的基本限制。随着物理学家建立越来越大的光量子态,仅使用后选择就可以达到越来越少的纠缠态。

  布里斯托尔团队发现,随着后选方案的复杂性的增加,所需的相互作用状态(最初很容易从较大状态中筛选出来)开始与噪音无区别地表现出来,从而使后选成为不可能。

  每个光子可以携带量子信息的量子比特或“量子比特”,用于从量子计算到量子通信的各种应用。一类重要的纠缠态是“图态”,之所以这样称呼是因为它们的纠缠可以可视化为图的量子位节点之间的连接。

  将他们的选择后启发式技术应用于图状态,研究人员对多达9个量子位的图进行了选择,发现它们少于总数的五分之一。对于较大的量子系统,预计这一比例将急剧下降,从而限制了当今量子光子技术可以达到的纠缠类型,并增强了对产生和纠缠光子的新技术的需求。

  这项新工作的主要作者杰里米阿德科克(Jeremy Adcock)说:“尽管我们的后选规则表明,大多数州都处于禁区,但它们也告诉我们如何建立最大复杂度的实验。”

  主持该项目的约书亚西尔弗斯通(Joshua Silverstone)博士是布里斯托尔(Lristohulme)的勒沃胡姆早期职业研究员,他补充说:“人们已经知道选拔问题很多年了,但是令人惊讶的是,只有现在我们才能了解其基本极限。”

  “后选择仍然有一些斗争,但是这项工作确实应该使人们思考光量子技术的现代方法。”


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