龙桂鲁研究组在量子态重构研究取得进展

2017年1月11日

    量子态重构是量子信息领域的一个重要概念,它可以完全表达一个任意量子态的信息。然而对于大系统,量子态重构需要指数增加的测量资源。在过去几十年,人们一直在努力寻找量子态重构的有效方法。通过局域约化密度矩阵测量来实现量子态重构是一个有效途径,这种方式只测量局部信息从而能显著减少测量资源,但是它要求原始的全局量子态在局域约化密度矩阵信息下具有一定的UD(uniquely determined)属性。UD属性根据态空间种类可细分为UDA(all state space)和UDP(pure state space)。

                                           

  

             图(a)全局量子态空间到局域量子态空间投影的三维图; 图(b)UDPandUDA的实验结果;图(c)notUDPnotUDA的实验结果;图(d)UDPnotUDA的实验结果。

 

    龙桂鲁教授及其博士生辛涛与加拿大滑铁卢大学Raymond Laflamme教授研究组、以及我系系友加拿大滑铁卢大学曾蓓教授研究组合作,首次演示了一类新的量子态,这类量子态只有在纯态的假设下才具有UD属性,从而把量子纯态的UD属性从原来的两类进一步分成了三类:UDPandUDA、notUDPnotUDA和UDPnotUDA。他们实验演示并测试了通过局域测量实现量子态重构的有效性和稳定性,显示这种途径在实验噪声下具有一定的鲁棒性。该成果以“Quantum State Tomography via Reduced Density Matrices”为题于2017年1月9日发表在Physical Review Letters,118,020401(2017)。辛涛为并列第一作者。

(http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.118.020401)