两类量子资源可实现循环转化

记者8月6日从中科大获悉，该校郭光灿院士团队李传锋、项国勇研究组与新加坡南洋理工大学、北京大学、清华大学的合作者提出量子相干性与量子关联之间的循环转化方法，并在光子系统中实验验证了该方案。成果8月2日在线发表在国际权威期刊《物理评论快报》上。

不同物理资源之间转换一直是物理学研究的重要内容，其中最著名的例子就是由热能转换成动能的蒸汽机发明。在量子信息领域中，量子关联、量子相干性等量子资源不仅对量子力学基本问题研究有着重要作用，而且在各种量子任务中也扮演不可或缺的角色。量子相干性是量子系统区别于经典系统的根源。近年来，如何量化和操控量子相干性作为量子资源理论的研究取得了重要进展。量子关联则是比量子纠缠更基本的量，量子纠缠是量子关联的一部分。作为两种重要的量子资源，量子相干性和量子关联之间能不能相互转化、如何转化等问题近年来受到广泛关注。

中科大团队与合作者设计了一个两体系统A和B，B是一个非相干的附属粒子。在量子相干性到量子关联的转化中，通过一个两体的非相干量子操作，使A上的量子相干性完全转化到A与B之间的量子关联上。在量子关联到量子相干性的转化中，通过对B的投影测量加上对A的非相干量子操作，使A的量子相干性最大化。他们设计的光学实验实现了一次循环转化的过程，实验中初始A粒子的相干性有86%被转化成量子关联，完成第二步即A与B之间的量子关联再次转化成A粒子的相干性后，A粒子的相干性为初始时相干性的80%。

该工作得到审稿人的高度评价，认为这是一个里程碑式的工作，会极大地促进量子相干性与量子关联的相关研究。

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