專家們更接近于揭開量子世界的神秘面紗

量子世界是眾所周知的復(fù)雜，它的多層次和微小的組成部分包括標(biāo)準(zhǔn)的分析方法。

支撐許多令人難以置信的量子現(xiàn)象的原則之一表明，我們可以同時知道量子系統(tǒng)的某些屬性對的精度存在內(nèi)在限制，這些屬性被稱為“互補(bǔ)”。

例如，您越精確地知道粒子的位置，您就越不能精確地知道它的速度，反之亦然。事實上，更確切地說，這些屬性中的一個被確定，我們對相應(yīng)屬性的確定性就越低 - 在一種情況下知道精確答案只會增加獲得全局的挑戰(zhàn)。

一瞥全貌然后需要妥協(xié) - 在一個屬性的確定中折衷精確度以獲得另一個屬性的精確度。然而，實現(xiàn)量子物理定律所施加的“權(quán)衡”限制所允許的最佳全景是一項艱巨的任務(wù)。

現(xiàn)在布里斯托爾大學(xué)的專家認(rèn)為他們已經(jīng)展示了一種更容易繞過這一挑戰(zhàn)的方法。他們的工作 發(fā)表在Optica雜志上 ， 可能對信息安全，生物醫(yī)學(xué)和其他研究領(lǐng)域的未來產(chǎn)生影響，其中復(fù)雜的進(jìn)步越來越依賴于結(jié)合和測量量子系統(tǒng)特性的能力。

布里斯托爾量子工程技術(shù)實驗室 的研究人員設(shè)計的解決方案 涉及一種特殊設(shè)計的光纖，它能夠以預(yù)示的方式生成單個光子，允許他們使用基于硬幣翻轉(zhuǎn)模擬的優(yōu)雅簡單的測量程序一次測量一個光子。 。他們的實驗同時確定了單個光子的兩個互補(bǔ)偏振特性，并且實現(xiàn)了量子物理定律所施加的權(quán)衡限制所允許的最佳“全圖”。

布里斯托爾量子工程技術(shù)高級研究員Adetunmise Dada博士說：“在我們管理它之前，人們并不知道單個光子量子位上的這種量子限制同時測量可以通過基本設(shè)置以如此簡單的方式實現(xiàn)。”實驗室，該論文的主要作者。

“我們的研究結(jié)果揭示了通過使用實際測量設(shè)置我們可以學(xué)到多少關(guān)于量子系統(tǒng)的不同互補(bǔ)特性的限制。它還與我們?nèi)绾我蕾嚵孔訁f(xié)議在現(xiàn)實世界實現(xiàn)中提供的信息安全性有關(guān)，因為相同的原則決定了量子密鑰分發(fā)中竊聽者可以破解的信息限制。

接下來，研究人員計劃通過測試他們的方法是否可以應(yīng)用于測量多個不兼容的屬性和大規(guī)模量子態(tài)，在硅集成光學(xué)平臺上實現(xiàn)，進(jìn)一步突破量子理解的極限，這是一種很有前景的方法。實現(xiàn)以單光子自由度編碼的多維量子態(tài)。

位于布里斯托大學(xué)的量子工程技術(shù)實驗室是使用可擴(kuò)展的最先進(jìn)硅光子技術(shù)實現(xiàn)此類量子芯片的領(lǐng)導(dǎo)者。