中國科大利用干涉條紋實驗實現(xiàn)對量子相干性的直接測度

　　中國科學院院士、中國科學技術大學教授郭光燦領導的中科院量子信息重點實驗室在量子相干性的實驗研究中取得新進展，該實驗室李傳鋒、唐建順等人利用干涉條紋實驗實現(xiàn)了對量子相干性這一最基本量子資源的直接測度，為量子相干的深入研究和進一步應用于量子信息過程打下重要基礎。該研究成果1月12日發(fā)表在國際期刊《物理評論快報》上。

　　李傳鋒研究組基于魯棒性（robustness，抗干擾能力）和物理量直接觀測的思想，實驗實現(xiàn)了光子偏振的量子相干性的兩種定量測量方案。其中基于魯棒性的方案首先將一些雜質與待測系統(tǒng)混合，并觀測混合系統(tǒng)的干涉條紋；接著增加雜質的含量直至干涉條紋消失（也即相干性被損耗殆盡）；變換各種雜質重復以上過程，干涉條紋消失所需雜質的最小比值就表示了待測系統(tǒng)量子相干性的大小。這一結果的物理意義很淺顯，干涉條紋是量子相干性的直接表現(xiàn)，待測系統(tǒng)的量子相干性越強，魯棒性就越強，條紋就越難以消失，相應地所需混合進去的雜質比例就越大。而基于物理量直接觀測的方案則更簡單，研究組找到了光子偏振的量子相干性的觀測量，直接對其量子相干性進行觀測。研究組還進一步通過量子態(tài)掃描測出系統(tǒng)整個的量子態(tài)，計算出其量子相干性，然后和兩種直接測定的量子相干性相比較，結果完全一致，證明了兩種實驗方案的可靠性。

　　該研究成果提供了兩種直接測度量子相干性的方法，這兩種方法均滿足量子資源化理論的框架，并且相比于傳統(tǒng)的掃描整個量子態(tài)的方法更加簡單有效。該項工作為量子相干性的深入研究以及促進其在量子信息技術中的進一步應用打下重要基礎。

　　測度量子相干性的實驗光路圖