我科學(xué)家首次驗證新形式的海森堡不確定原理
對量子保密通信安全性具有重要意義
發(fā)布時間： 2011-10-13 | 作者：吳長鋒
http://www.stdaily.com 2011年10月13日 來源： 科技日報 作者： 吳長鋒 最新發(fā)現(xiàn)與創(chuàng)新
本報合肥10月12日電（記者吳長鋒）記者今天從中國科技大學(xué)獲悉，由郭光燦院士領(lǐng)導(dǎo)的中科院量子信息重點實驗室李傳鋒博士研究組突破量子力學(xué)中“經(jīng)典”的不確定關(guān)系，并驗證了新形式的海森堡不確定原理。相關(guān)研究成果發(fā)表在最新一期《自然·物理》上。
經(jīng)典的海森堡不確定原理認為，在一個量子力學(xué)系統(tǒng)中，一個粒子的兩個力學(xué)量，不能被同時精確確定。但愛因斯坦等人1935年提出了“EPR佯謬”，對此進行質(zhì)疑，認為如果AB兩個粒子是孿生的，就可以同時確定粒子的位置和動量。
科學(xué)家們進而認為，利用量子糾纏，有可能同時確定一個粒子的位置和動量。最近的理論研究則明確給出了這一問題的定量描述（數(shù)學(xué)公式），這就是新形式的海森堡不確定原理——通過量子糾纏，觀測者可以把被測粒子A的“量子信息”存儲在粒子B上，當(dāng)它們的糾纏度最大時，兩個力學(xué)量可以同時被準(zhǔn)確測量。
李傳鋒研究組在世界上首次實驗驗證了這一原理。他們利用非線性光學(xué)過程產(chǎn)生的孿生光子對，制備出一種特殊的糾纏態(tài)——貝爾對角態(tài)，把其中一個光子作為被測光子，另一個光子作為存儲被測光子量子信息的輔助光子。通過將輔助光子存儲在自行研制的自旋回聲式的量子存儲器中（存儲時間可達1.2微秒），實現(xiàn)了對被測光子的兩個力學(xué)量的測量，并給出了兩個力學(xué)量測量結(jié)果不確定度的最小值。
由于不確定原理是量子力學(xué)中最基本的原理，該成果將有助于人們更深刻地理解量子力學(xué)的本質(zhì)特征；同時由于利用量子存儲技術(shù)增大了對量子保密通信竊聽的可能性，該成果對保證量子密碼的安全性也有著重要意義。
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