【第一次弱測量上光的偏振態】

明道

【第一次弱測量上光的偏振態】

 

製作一個弱的測量

在加拿大和美國的物理學家聲稱自己是第一次，使量子光偏振態的 — — 一個壯舉，乍看之下似乎無視海森堡不確定性原理直接測量。

技術，依賴于一個稱為弱測量過程，可以説明在量子力學的基礎研究或在量子計算的發展。

 

製作一個弱的測量在量子力學中，通常認為是不可能知道的一切系統一次。

例如，準確，測量一個粒子的位置和粒子的動量將突然變得很厲害的定義。

物理學家稱成對的變數，比如位置和動量"共軛"： 他們天生就連接，這樣的一個測量根本上摧毀有關對方的資訊。

表面上看，這種現象 — — 這載入中海森堡的著名的不確定性原理 — — 從研究量子系統限制了物理學家可以獲得的資訊。

但在過去的 20 年中，有開發新技術以更好的處理不確定性和它給出了具體的限制。

被稱為弱測量，他們涉及小"偷窺"在量子系統中，這樣，資訊可以得到一點一點的而不會大大影響系統本身。

重構波函數

在 2011 年物理學家們在國家研究委員會 (NRC) 在加拿大的渥太華，宣稱他們可以利用弱測量直接重建系統的波函數，它描述了如何隨時間演化的量子系統。

在弱測量之前波函數只測量了間接地稱為量子層析技術中。

這後一種技術涉及到使許多不同的常規測量等效量子系統上 — — 從相同的源，例如新興的單光子。

然後處理此資訊來創建地圖的量子態。

NRC 組技術參與制作"弱"測量的光子，其次是它的勢頭"強勁"常規測量的位置。

從弱測量獲得的資訊通過多次重複這個過程，加大力度，直到研究人員有效地得到了相同數量的資訊從做強的兩個測量。

其結果是，他們是能夠在單一的坐在重建波函數。

"不只是僥倖"

羅伯特 · 博伊德和渥太華大學和羅切斯特大學的同事們已經建立的 NRC 工作通過對光的偏振態應用弱測量。

博伊德說，"它演示的情況直接測量可以用於確定一個量子波函數，第二個例子"。

"這表明此前的結果並不只是一種僥倖。

可以用不同的正交基，包括水準 — — 垂直和對角線 — — 對角線描述光的偏振態。

作為與位置和動量，這些基地是共軛 — — 測量的水準 — — 垂直極化，例如，應該銷毀資訊有關對角線 — — 對角線兩極化，反之亦然。

團隊使用雙折射晶體，使其測量。

當一束光通過這種晶體時，光被偏轉根據其極化 — — 與撓度隨厚度不同的晶體。

博伊德和他的同事用薄薄的雙折射晶體來執行水準 — — 垂直極化，弱測量，然後厚厚的水晶來執行強的對角線 — — 對角線偏振測量。

通過完全相同的光子流中執行這一過程很多次，他們可以逐步建立完整的知識的兩極化。

然後，有推斷出的第三、 左或右、 極化值，它們就會重建全偏振態。

傑夫 Lundeen，在 2011 年，測量的空間波函數 NRC 組的成員認為最新的研究是重要的因為極化是一個離散的、"兩級"的變數 — — 而不是位置和動量，這是連續的。

它是極化 — — 相當於一種二進位和零 — — 那把它借給量子計算，它基礎量子比特的資訊或量子比特的兩級性質。

因此，博伊德和他的同事的技術將極大的興趣，對那些發展量子計算的 Lundeen 說。

善意的量子態

Howard 懷斯曼在布里斯班，澳大利亞格里菲斯大學 2011年結果"泛化"要求的結果。

然而，他指出通過迫使系統直接洩露其波函數，研究者們可能會失去一些"數學的要求"應展現善意的量子態。

"既然實驗都是容易出錯，它仍然是將被看見這一技術將會是多麼的有用，"他說。

博伊德集團現在建立在其技術。

研究人員想要瞭解如何一個量子波函數變得扭曲，如當一個光子穿過地球的大氣湍流。

博伊德說，"這種測量需要為量子通信的實現，"。

結果發表于自然光子學 》 .

關於作者

喬恩 · 卡特賴特是總部設在英國布里斯托爾的自由撰稿人

 

 

引用：http://translator.live.com/BV.aspx?ref=IE8Activity&a=http%3A%2F%2Fphysicsworld.com%2Fcws%2Farticle%2Fnews%2F2013%2Fmar%2F11%2Ffirst-weak-measurements-made-on-optical-polarization-states