科大首次实验验证新“测不准原理”

研究成果有望应用于量子保密通信

记者10月11日获悉，中国科技大学郭光灿院士领导的中科院量子信息重点实验室，日前在世界上首次用实验验证了新形式的海森堡不确定原理，相关研究成果发表在最新一期的国际权威期刊《自然·物理》上。中科院量子信息重点实验室负责人介绍，由于利用量子存储技术增大了对量子保密通信窃听的可能性，该成果对于进一步保证量子密码的安全性具有重要意义，有望在量子保密通信的实用化中发挥重要作用。

　　由德国物理学家海森堡1927年提出的“测不准原理”,是量子力学的一个基本原理。该原理认为，在一个量子力学系统中，一个粒子的两个力学量(比如位置和动量)，不可能同时被确定。但爱因斯坦等人1935年提出一个悖论认为：如果AB两个粒子是孪生的，可以同时准确测量A的位置和B的动量，而从B的动量又可以推出A的动量，即可以同时确定A粒子的位置和动量。爱因斯坦等人以此质疑量子力学的完备性。随着研究的深入，科学家们认为，利用量子纠缠有可能同时确定一个粒子的位置和动量。当两个粒子处于最大纠缠态时，被测粒子的两个力学量可以同时被准确测量，此时经典的海森堡不确定原理将不再成立。这一理论被称为新形式的海森堡不确定原理或新“测不准原理”。

　　在实验中，中科院量子信息重点实验室李传锋研究组利用非线性光学过程产生的孪生光子对，制备出一种特殊的纠缠态——贝尔对角态，把其中一个光子作为被测光子，另一个光子作为存储被测光子量子信息的辅助光子。他们通过将辅助光子存储在自行研制的自旋回声式的量子存储器中，实现了对被测光子的两个力学量的测量，并给出了两个力学量测量结果不确定度的最小值。这一结果确实违背了经典的不确定原理，并且验证了新形式的海森堡不确定原理。(记者 桂运安)

    信息来源：安徽日报