近日，《中國(guó)科學(xué)報(bào)》獲悉，杭州電子科技大學(xué)量子精密測(cè)量實(shí)驗(yàn)室教授陸曉銘聯(lián)合浙江大學(xué)物理學(xué)系教授王曉光，首次將海森堡測(cè)不準(zhǔn)原理和量子多參數(shù)估計(jì)直接結(jié)合起來(lái)，提出一種新型的信息制約關(guān)系。相關(guān)研究成果發(fā)表于《物理評(píng)論快報(bào)》。
陸曉銘告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》：“利用這一新型制約關(guān)系，研究人員可以在許多問(wèn)題中繪出兼顧多參數(shù)的最佳測(cè)量曲線，這意味著多個(gè)信號(hào)參數(shù)的量子精密測(cè)量研究獲得了新的關(guān)鍵理論工具。”
據(jù)悉，量子信息技術(shù)主要包括量子計(jì)算、量子通信和量子精密測(cè)量三大領(lǐng)域，可以在提升運(yùn)算處理速度、信息安全保障能力、測(cè)量精度和靈敏度等方面突破經(jīng)典技術(shù)的瓶頸。陸曉銘指出，量子精密測(cè)量也有“阿喀琉斯之踵”的稱(chēng)號(hào)。“根據(jù)海森堡測(cè)不準(zhǔn)原理，對(duì)于有些物理量而言，我們不可能同時(shí)對(duì)它們進(jìn)行精確測(cè)量。比如一個(gè)粒子，我們可以對(duì)它的位置進(jìn)行最佳測(cè)量，也可以對(duì)其動(dòng)量進(jìn)行最佳測(cè)量。然而，想同時(shí)對(duì)其位置和動(dòng)量進(jìn)行最佳測(cè)量，是不可能的，因?yàn)檫@是被量子力學(xué)禁止的。”
研究發(fā)現(xiàn)，同時(shí)測(cè)量粒子的位置和動(dòng)量時(shí)，相互之間存在一種制約關(guān)系。
“我們的研究定義了一種‘信息遺憾’，以便推導(dǎo)出同時(shí)測(cè)量多個(gè)參數(shù)時(shí)的‘最佳組合’。” 陸曉銘打了一個(gè)比方，“‘量子’同學(xué)想找一份‘事情少’同時(shí)‘離家近’的工作，然而這兩者往往不能兼得。當(dāng)該同學(xué)已經(jīng)得到一些錄用通知時(shí)，會(huì)猶豫是否還有更好的機(jī)會(huì)。但基于本論文的方法，我們可以告訴這位‘量子’同學(xué)一系列最佳組合——事情盡可能少、離家盡可能近。”
針對(duì)海森堡測(cè)不準(zhǔn)原理中“多參數(shù)測(cè)量精度魚(yú)與熊掌不可兼得”，陸曉銘形象地比喻說(shuō)，“既當(dāng)百分百千里眼，又當(dāng)百分百順風(fēng)耳，是不可能的”。而論文中繪出的“兼顧多參數(shù)的最佳測(cè)量曲線”，等于找到了“既看得比較遠(yuǎn)又聽(tīng)得比較清”并且“發(fā)揮出所有潛力”的測(cè)量區(qū)域。沈春蕾
關(guān)鍵詞： 多信號(hào)量子精密測(cè)量
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