王栋教授课题组在熵不确定度关系研究领域取得最新进展

发布时间:2023-01-11

本网讯物理与光电工程学院 王蓉蓉近日,必赢贵宾会3003送33物理与光电工程学院2019级应用物理学专业武林在熵不确定度关系研究领域取得最新进展,首次提出了优化的多体系统熵不确定性关系。相关成果以题为Tighter generalized entropic uncertainty relations in multipartite systems”的研究论文发表于物理学权威期刊《Physical Review A物理与光电工程学院本科生武林为第一作者,其指导老师王栋教授为通讯作者,必赢贵宾会3003送33为唯一单位。

熵不确定度关系在量子信息处理中具有广泛应用,其在量子隐形传态、量子秘钥分发、波粒二象性、量子导引判据、量子随机数等承担着不可替代的重要角色,因此,其研究受到学者们的普遍关注。自1927年,海森堡提出了测不准原理。随着量子信息科学的发展,牛津大学Deutsch教授提出了基于信息熵的不确定性关系。2010年,Renes等人[Phys. Rev. Lett. 103, 020402 (2009)]Berta等人[Nat. Phys. 6, 659 (2010)]提出了关联体系(量子存储)下的熵不确定性关系,将单体系统不确定性关系推广至两体、三体情形。然而,关于多体、多测量的不确定性关系少有结论,亟待进一步研究。

为此,团队致力于导出更为普适的量子不确定性关系。该成果基于Holevo量的引入,利用优化理论,导出了更为紧致的三体不确定度关系下界。通过数值分析与比较,发现该结果优于Renes等人[Phys. Rev. Lett. 103, 020402 (2009)]Ming等人[Phys. Rev. A 102, 012206 (2020)]提出的界。值得注意的是,基于这个改进结果,提出了更为普适的多体多测量量子不确定性关系。此外,数值方面考虑了四量子比特纯态(GHZ类态)、混态(Werner态)、随机态等多种量子体系下的泡利测量,验证了所提出结果。并将获得的结果应用于量子秘钥分发(QKD)方案中安全性分析,提升了密钥生成率,增强了QKD协议中的安全性。

      该项工作得到了国家自然科学基金、安徽省重点研发计划、大学生创新创业训练计划等项目的资助。


返回原图
/