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量子精密测量有了新型理论工具

作者: 洪恒飞 程振伟 张致远 江耘 来源: 科技日报
2021-04-28 19:52 
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洪恒飞 程振伟 张致远 科技日报讯记者 江耘

记者4月28日从杭州电子科技大学获悉,该校量子精密测量实验室主任陆晓铭教授,联合浙江大学物理学系王晓光教授首次将海森堡测不准原理和量子多参数估计直接结合起来,提出一种新型的信息制约关系,可以在许多问题中成功绘出“兼顾多参数的最佳测量曲线”。这意味着多个信号参数的量子精密测量研究获得了新的关键理论工具。相关研究论文不久前刊发于国际期刊《物理评论快报》。

  该项研究通俗示意图 受访者供图

近年来,量子精密测量在引力波观测等方面备受期待。根据海森堡测不准原理,有些物理量不可能同时被进行精确测量,比如一个粒子的位置和动量。这被量子力学所禁止。显然,同时测量粒子的位置和动量时,相互之间存在一种制约关系。如何定量描述其中的制约关系,是多参数量子精密测量中一个长久以来未被解决的问题。

“这篇论文定义了一种‘信息遗憾’,用来定量刻画量子测量在估计未知参数方面和最佳情况相比的性能差距。可以基于信息遗憾推导出同时测量多个参数时的那些‘ 最佳组合’。” 陆晓铭说,好比“量子”同学想找一份事少且离家近的工作,然而这两者往往不能兼得。基于本论文的方法,可以告诉这位“量子”同学一系列最佳组合,比这些组合更理想的情况被量子力学所禁止。但如果“量子”同学得到的录用通知不在这个最佳组合内,说明还有等待更好机会的意义。

陆晓铭表示,论文中绘出的“兼顾多参数的最佳测量曲线”,等于是找到了“既看得比较远又听得比较清”并且“发挥出所有潜力”的测量区域。

【责任编辑:张瑨瑄】
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