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通过量子纠缠的远程粒子测量

宇宙知识 2025-09-07 6362

摘要:量子物理不断挑战我们的直觉。研究人员表明,可以在遥远的颗粒上进行关节测量,而无需将它们汇总在一起。这一突破依赖于量子纠缠 - 这种现象将粒子跨距离连接起来,好像是通过无形线连接的。该发现为量子通信和计算的令人兴奋的前景打开了,仅在测量信息后,信息才能访问。...

量子物理不断挑战我们的直觉。日内瓦大学(Unige)的研究人员表明,可以在遥远的颗粒上进行关节测量,而无需将它们融合在一起。这一突破依赖于量子纠缠 - 这种现象将粒子跨距离连接起来,好像是通过无形线连接的。该发现为量子通信和计算的令人兴奋的前景打开了,仅在测量信息后,信息才能访问。该团队还编制了一个“目录”,对不同类型的测量和每个类型的纠缠颗粒数进行了分类。该研究发表在物理评论x

通过量子纠缠的远程粒子测量

通过摆脱古典物理定律,量子物理学为描述原子和颗粒的行为打开了大门。探索自然界最基本的基础的这项科学特别依赖于衡量其个人和集体特性的能力。但是,这种测量值众所周知:所使用的仪器本身受量子定律的控制,它们与颗粒的相互作用可以改变他们要观察的特性。

"The field of quantum measurements is still poorly understood because it has received little attention so far. Until now, research has mainly focused on the states of quantum systems themselves, which feature properties -- like entanglement or superposition -- that are more directly applicable to areas such as quantum cryptography or quantum computing," explains Alejandro Pozas Kerstjens, Senior Research and Teaching Assistant in the Department of Applied Physics, Physics Section, at the UNIGE Faculty科学。

由无形线链接的粒子

这些测量对于开发未来技术(例如量子通信)至关重要,量子通信依赖于将信息编码为例如光颗粒(光子)。要访问此信息,必须首先测量粒子。一个核心问题是,是否可以对两个或多个单独的粒子(每个载有部分信息)进行联合测量,而无需将它们物理融合在一起。

在一项新研究中,由Jef Pauwels,Alejandro Pozas Kerstjens,Flavio del Santo和Nicolas Gisin组成的Unige物理部的团队,只要测量型既可以共享粒子粒子。纠缠是量子物理学的基石,将两个或多个颗粒链接起来,以便一个粒子立即决定另一个粒子的状态。无论它们之间的距离如何,测量一个粒子立即揭示了另一个粒子。

Alejandro Pozas Kerstjens解释说:“但是,有一个扭曲:根据它们的复杂性,一些测量需要正确执行更多(或更少)纠缠的颗粒。”为了解决这个问题,研究团队已经开发了一种分类系统(一种目录),该系统绘制了不同类型的测量和执行它们所需的纠缠资源。

有希望的申请

这些结果代表了朝着对量子系统中测量的更系统理解的一步。他们不仅可以在量子通信中找到应用程序,而且可以在量子计算中找到应用程序。例如,在经典的计算机模拟中,计算在多个计算机上分配,然后将结果汇总在一起。量子计算机也考虑了类似的方法,但是在这里,阅读结果涉及在几台机器上进行测量。

研究人员总结说:“由于我们的联合远程测量协议,可以消除集中化的需求:每个量子计算机都可以衡量其自己的部分,并且可以在没有任何物理数据的情况下重建整体结果。这是我们计划进一步探索的有希望的方向。”

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