量子糾纏以及量子失諧關鍵理論的研究

《量子糾纏以及量子失諧關鍵理論的研究》是依託上海交通大學，由麻志浩擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：量子糾纏以及量子失諧關鍵理論的研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：麻志浩
• 依託單位：上海交通大學

項目摘要

量子關聯是量子力學區別於經典力學的本質特性。量子糾纏與量子失諧是兩類最重要的量子關聯，在量子力學的一些基礎性問題中發揮作用。同時，量子糾纏在迅猛發展的量子信息學領域中起到重要作用，是很多量子信息套用如量子通信、量子計算的關鍵資源。 在此項目中，我們將對量子糾纏理論中的核心問題：量子糾纏的判定以及量子糾纏的度量進行研究。我們將利用運算元理論運算元代數為工具，尤其是利用運算元空間張量積理論的一些方法，研究量子糾纏判定以及糾纏度量問題。另外，我們還將對量子失諧的度量進行研究。 我們的目的是給出高維量子態量子糾纏的刻畫，給出實用的充分必要的糾纏判據。同時爭取給出量子糾纏度量以及量子失諧度量的解析表達式。這方面的研究，將引發新的數學問題，促使我們發展新的工具和方法，尤其對我們理解張量積運算元空間的結構特徵很有幫助。

結題摘要

在本項目中，我們對量子糾纏和量子關聯進行了研究，並對量子測不準關係進行了深入的研究。我們研究了兩類重要量子力學量: 量子糾纏和量子疊加的聯繫，給出了多體量子糾纏在量子疊加態的分布規律。我們給出了一類重要的量子關聯：量子失諧度量的解析結果。我們得到測不準關係一系列創新的結果。我們給出了新型的海森堡測不準關係，並和中科大課題組合作用實驗驗證，發表在《Physical Review Letters》（共同一作，負責理論部分，做實驗的學生是一作）,並且我們的工作被國際著名科技網站物理學家組織網（Physics.org）作為亮點報導。物理學家組織網是國際知名科技網站，報導科學技術各個方向的重大成果，並且選擇其中最重要的作為亮點報導。我們還發現了量子信息經典教材和文獻中一個長期存在的錯誤認識，給出了兩個觀測量實現同時測量的新的方法，並和中科院武漢所課題組合作，實驗驗證我們的理論，此結果發表在科學子刊《Science Advances》（共同通訊作者，負責理論部分），三個審稿意見全部是卓越（Excellent）。這些結果將推動量子信息的理論進展並將在量子信息任務中得到套用，下一步我們將研究這些結果在量子通信和量子計算中的實際套用。