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孙哲教授指导学生在《Quantum Science and Technology》发表多体量子系统中辅助相干蒸馏的研究成果

来源 : 世界杯官方买球网址     作者 : 世界杯官方买球网址     时间 : 2022-08-27  访问量 : 378

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       近日,世界杯官方买球网址量子信息与量子光学创新团队孙哲教授及团队成员在多体量子系统中的辅助相干蒸馏研究方面取得成果,在英国物理协会(IOP)旗下权威期刊《Quantum Science and Technology》(IF:6.568)发表题为“Coordinately assisted distillation of quantum coherence in multipartite system”学术论文。

图1:三比特系统辅助相干蒸馏及量子关联

图1:三比特系统辅助相干蒸馏及量子关联

图2:实验装置示意图

图2:实验装置示意图

    量子相干性源自于量子态的叠加原理,是量子世界不同于经典世界的主要原因,是实现量子计算与量子通讯的基础资源,以量子相干为主的量子资源理论成为近年来的研究热点。量子相干的辅助蒸馏理论建立在量子态拷贝数趋向于无穷大这一框架下(渐近极限),这导致在理论上存在研究困难,尤其是混态的辅助相干蒸馏解析结果仍是一个未完全解决的问题。此外,在渐近极限框架下进行实验研究则更加困难。随着量子器件集成技术的发展,多体量子系统中的量子信息操作与量子关联变得备受关注,因此在多体量子系统中研究辅助量子相干非常具有现实意义。

    该成果在理论上提出一类协调一致的辅助相干蒸馏操作,并解析求得该操作下的理论可达上界,该结果可作为渐近极限框架下的辅助相干蒸馏的度量,可计算性强且方便用于实验检测,更重要的是该度量适用于混态情况,这在很大程度上填补了理论研究工具的欠缺。进一步研究了多体量子系统中辅助蒸馏相干资源的分布,得到单配性类型的不等式关系,结果显示辅助相干蒸馏与量子多体关联有密切关系,单配性不等式可作为多体关联的判据。借助线性光学平台完成了混态辅助相干蒸馏可计算下界的实验检测,验证了理论结果。

    论文第一作者为世界杯官方买球网址研究生王黄秋辰,通讯作者为孙哲教授,杭师大为第一单位。该成果得到国家重点研发计划项目(2016YFA0301802)和国家自然科学基金项目(11775065, 12175052,11875120, 6210 5086)等资助。



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