我科学家首次验证新形式的海森堡不确定原理
对量子保密通信安全性具有重要意义
发布时间： 2011-10-13  |   作者：吴长锋
http://www.stdaily.com 2011年10月13日 来源： 科技日报 作者： 吴长锋    最新发现与创新

    本报合肥10月12日电（记者吴长锋）记者今天从中国科技大学获悉，由郭光灿院士领导的中科院量子信息重点实验室李传锋博士研究组突破量子力学中“经典”的不确定关系，并验证了新形式的海森堡不确定原理。相关研究成果发表在最新一期《自然·物理》上。

    经典的海森堡不确定原理认为，在一个量子力学系统中，一个粒子的两个力学量，不能被同时精确确定。但爱因斯坦等人1935年提出了“EPR佯谬”，对此进行质疑，认为如果AB两个粒子是孪生的，就可以同时确定粒子的位置和动量。

    科学家们进而认为，利用量子纠缠，有可能同时确定一个粒子的位置和动量。最近的理论研究则明确给出了这一问题的定量描述（数学公式），这就是新形式的海森堡不确定原理——通过量子纠缠，观测者可以把被测粒子A的“量子信息”存储在粒子B上，当它们的纠缠度最大时，两个力学量可以同时被准确测量。

    李传锋研究组在世界上首次实验验证了这一原理。他们利用非线性光学过程产生的孪生光子对，制备出一种特殊的纠缠态——贝尔对角态，把其中一个光子作为被测光子，另一个光子作为存储被测光子量子信息的辅助光子。通过将辅助光子存储在自行研制的自旋回声式的量子存储器中（存储时间可达1.2微秒），实现了对被测光子的两个力学量的测量，并给出了两个力学量测量结果不确定度的最小值。

    由于不确定原理是量子力学中最基本的原理，该成果将有助于人们更深刻地理解量子力学的本质特征；同时由于利用量子存储技术增大了对量子保密通信窃听的可能性，该成果对保证量子密码的安全性也有着重要意义。

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