我校本科生在美国物理学会期刊《Physical Review A》发表最新成果

发布时间:2023-01-10

本网讯物理与光电工程学院 王蓉蓉近日,我校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,金沙7817登录地址_NO.1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。

王栋教授课题组一直关注本科生的科研兴趣培养,已指导多名本科生以第一作者发表SCI论文十余篇,其中自然指数期刊论文2篇、“ESI高被引论文”1篇。这是其指导我校本科生发表的第二篇PRA工作,第一篇为2016级光电信息科学与工程专业解博夫同学以第一作者发表了关于两体多测量的熵不确定度关系研究工作[Phys. Rev. A 104, 062204 (2021)]。所指导的本科生均进入中科大、上交大、中山大学等一流高校继续深造。

物理与光电工程学院高度重视本科生科研素养和创新能力的培养,通过科研训练计划和大学生创新创业训练计划平台,鼓励学生从本科阶段进入科研实验室,激发学生科研兴趣,培养学生的创新意识,促进学生成长、成才。

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