Leds av akademikern Prof. Guo Guangcan från den kinesiska vetenskapsakademin (CAS), Prof. Li Chuanfengs grupp och Prof. Xiang Guoyongs grupp från University of Science and Technology of China (USTC), CAS, i samarbete med teoretiska fysiker från Tyskland, Italien och Schweiz, genomförde det första experimentet med entangled kollektiv mätning för att minimera kvantmätning backaction baserat på fotoniska system.

Resultatet publicerades online i Fysiska granskningsbrev den 16 nov.

När ett observerbart objekt mäts två gånger på ett utvecklande koherent kvantsystem, den första mätningen ändrar vanligtvis den statistiska informationen för den andra mätningen eftersom den första mätningen bröt systemets kvantkoherens, som kallas mätning backaction.

Ett tidigare teoretiskt arbete av Dr. Martí Perarnau Llobet 2017 påpekade att, utan att bryta mot de grundläggande kraven för kvanttermodynamiken, mätning backaction kan inte helt undvikas, men graden av backaction orsakad av projektiv mätning kan reduceras genom kollektiv mätning.

Baserat på ovanstående teoretiska forskningsresultat, Prof. Xiang och medförfattarna insåg den kvantkollektiva mätningen och observerade framgångsrikt minskningen av mätningsbackaction under 2019.

Eftersom de kvantkollektiva mätningarna som användes i tidigare arbeten var separerbara, en naturlig fråga kan ställas:om det finns kvanttrasslade kollektiva mätningar som minskar mer backaction än vad vi har uppnått.

Prof. Xiang och hans teoretiska medarbetare studerade den optimala kollektiva mätningen i två qubit-systemet. De fann att det teoretiskt sett finns en optimal kollektiv mätning av intrassling, som kan minimera backaction i ett två qubit-system, och bakåtverkan kan undertryckas till noll i fallet med starkt koherent evolution.

Sedan, de designade och implementerade intrasslingsmätningen via fotonisk kvantvandring med trohet upp till 98,5 %, och observerade minskningen av reaktionen vid projektionsmätning.

Detta arbete är betydelsefullt för studiet av kollektiv mätning och kvanttermodynamik. Domarna kommenterade arbetet som ett stort framsteg på området:"Experimentet är väl genomfört, eftersom resultaten nära följer vad man kan förvänta sig av en idealisk implementering. Övergripande, Jag tycker att artikeln är ett mycket intressant bidrag till ämnet quantum backaction och en fantastisk kombination av ny teori och felfri experimentell implementering."