【文匯網訊】(香港文匯網訊 記者趙臣)本網記者從中國科學技術大學獲悉，該校郭光燦院士團隊在量子資源研究中取得重要進展，該團隊李傳鋒、項國勇研究組與新加坡南洋理工大學、北京大學、清華大學的合作者提出量子相乾性與量子關聯之間的循環轉化方法，並在光子系統中實驗驗證了該方案。該研究成果8月2日在線發表在國際權威期刊《物理評論快報》上。
不同物理資源之間轉換一直是物理學研究的一項重要內容。其中最著名的例子就是由熱能轉換成動能的蒸汽機的發明。在量子信息領域，量子資源(量子關聯、量子相乾性等)不僅對量子力學基本問題研究有着極其重要的作用，而且在各種量子任務中也扮演着不可或缺的角色。量子相乾性是量子系統區別於經典系統的根源。近年來，如何量化和操控量子相乾性作為量子資源理論研究取得了重要進展。量子關聯則是比量子糾纏更基本的概念，量子糾纏是量子關聯的一部分。作為兩種重要的量子資源，量子相乾性和量子關聯之間能不能相互轉化以及如何轉化等問題近年來受到廣泛關注。最近的兩篇理論工作分別提出了如何在只允許非相干操作的情況下將量子相乾性轉化成量子關聯，以及在只允許局域量子-非相干操作及經典通訊的情況下，將兩體系統的量子關聯最大化轉化到其中一體的相乾性。
項國勇和MileGu等人將兩個不相關的過程結合起來，理論上提出了在上述兩個協議下實現量子相乾性和量子關聯之間無損失循環轉化的線路圖。考慮一個兩體系統A和B，B是一個非相乾的附屬粒子。在量子相乾性到量子關聯的轉化中，通過一個兩體的非相乾量子操作使A上的量子相乾性完全轉化到A與B之間的量子關聯上。在量子關聯到量子相乾性的轉化中，通過對B的投影測量加上對A的非相乾量子操作，使A的量子相乾性最大化。項國勇等人設計了光學實驗實現了一次循環轉化的過程。實驗中初始A粒子的相乾性有86%被轉化成量子關聯，完成第二步，即A與B之間的量子關聯再次轉化成A粒子的相乾性後，A粒子的相乾性為初始時相乾性的80%。該實驗完整展示了量子相乾性和量子關聯兩種量子資源之間的循環轉化。
據介紹，該工作得到了審稿人的高度評價，認為這是一個里程碑式的工作，會極大地促進量子相乾性與量子關聯的相關研究。
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