新方法能够实现了量子态的快速、精确测量

发布:cyqdesign 2017-01-17 22:06 阅读:1469
核自旋断层成像技术是一种在医学中的应用。病人吸收然后在各个方向上重新发射电磁辐射,这是用于检测和重建3-D图像或2-D切片图像。在一个基础科学的实验室中,量子态层析成像是一个对象的量子态的完全表征的过程,因为它是由它的源发射,这是在测量或与环境的相互作用发生之前的。 Lo N< oj5  
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  这种技术已成为量子技术在新兴领域中应用必不可少的工具。量子态层析成像的理论框架可以追溯到20世纪70年代,它的实验实现现在经常在各种各样的量子系统中进行。量子态层析成像的基本原理是反复地在量子系统中进行不同方向的测量,以唯一地识别系统的量子态。这需要大量的计算后处理的测量数据,从所观察到的测量结果来推断初始量子状态。 :Ra,Eu  
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  因此,在2011年,一个新颖的、更直接的层析方法建立不确定的量子状态,而不需要后处理过程。然而,这种新颖的方法有一个主要的缺点:它只使用最小的干扰测量,所谓的弱测量,以确定系统的量子态。弱测量背后的基本思想是测量过程中获得关于待测系统很小的信息撞开,在保证系统的干扰可以忽略不计的情况下。通常,测量对量子系统的影响是巨大的,导致量子纠缠或干扰现象无法挽回地消失。 \=ux atw  
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  因为通过这个程序获得的信息量很小,测量必须反复多次,这在实际应用中的测量程序中是很有优势的。由Stephan Sponar牵头的位于维也纳技术大学原子和亚原子物理研究所的TU 一个研究小组实现了两种方法的相结合。“我们能够进一步发展所建立的方法,并渐渐取代弱测量方法。” mQ|v26R  
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  因此,我们能够整合通常的,所谓的强测量过程,即在量子态的直接测量过程。因此,相比弱测量方法,它有可能在较短的时间内以较高的精密度和准确度确定量子态,这将是一种巨大进步”,Tobias Denkmayr解释说,他是该论文的第一作者。这些结果现已发表在《物理评论快报》杂志上。 _n50C"X=&(  
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  Sponar和他的团队进行了中子干涉实验新方案的实验测试。它是基于中子的波动性质,它几乎是巨大核的成分,几乎占了宇宙组成三分之二。然而,如果它们与原子核分离,例如,在研究反应堆的裂变过程中,它们的行为就像波浪一样。这种现象通常被称为波粒二象性,这是属于量子力学的解释框架内。在干涉仪中,入射光束由薄而完美的硅晶体板分成两个独立的光束。 'R'*kxf  
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  光束沿空间中的不同路径传输,在一些点上进行重组并允许干涉。实验是在格勒诺布尔的Laue-Langevin的中子源中心进行的,那里的一个原子和亚原子物理学协会,负责一个永久的光束接口。 b)qoh^  
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  重要的是要注意,结果不仅限于由单中子形成的量子系统,但事实上,完全具有一般性。因此,它们可以被应用到许多其他如光子的量子系统,离子阱或超导量子比特中。在未来进行量子态估计中,其结果可能会产生很大的影响,并且可以在迅速发展的量子信息科学技术中加以应用。
关键词: 量子
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