Guidato dall'accademico Prof. Guo Guangcan dell'Accademia cinese delle scienze (CAS), Il gruppo del Prof. Li Chuanfeng e il gruppo del Prof. Xiang Guoyong della University of Science and Technology of China (USTC), CAS, in collaborazione con fisici teorici tedeschi, Italia e Svizzera, ha condotto il primo esperimento utilizzando la misurazione collettiva entangled per ridurre al minimo la retroazione della misurazione quantistica basata sul sistema fotonico.

Il risultato è stato pubblicato online in Lettere di revisione fisica il 16 novembre.

Quando un oggetto osservabile viene misurato due volte su un sistema quantistico coerente in evoluzione, la prima misurazione di solito cambia le informazioni statistiche della seconda misurazione perché la prima misurazione ha rotto la coerenza quantistica del sistema, che si chiama backaction di misura.

Un precedente lavoro teorico del Dr. Martí Perarnau Llobet nel 2017 ha sottolineato che, senza violare i requisiti di base della termodinamica quantistica, la retroazione della misurazione non può essere completamente evitata, ma il grado di reazione all'indietro causato dalla misurazione proiettiva può essere ridotto attraverso la misurazione collettiva.

Sulla base dei risultati della ricerca teorica di cui sopra, Il prof. Xiang e i coautori hanno realizzato la misurazione quantistica collettiva e hanno osservato con successo la riduzione della retroazione della misurazione nel 2019.

Poiché le misurazioni collettive quantistiche utilizzate nei lavori precedenti erano separabili, una domanda naturale può essere sollevata:se esiste una misurazione collettiva con entanglement quantistico che riduce più backaction di quello che abbiamo ottenuto.

Il prof. Xiang ei suoi collaboratori teorici hanno studiato la misurazione collettiva ottimale nel sistema a due qubit. Hanno scoperto che esiste teoricamente una misurazione collettiva ottimale dell'entanglement, che può ridurre al minimo la retroazione in un sistema a due qubit, e l'azione di ritorno può essere soppressa a zero nel caso di un'evoluzione fortemente coerente.

Quindi, hanno progettato e implementato la misurazione dell'entanglement tramite passeggiata quantistica fotonica con fedeltà fino al 98,5%, e osservato la riduzione della reazione di misurazione della proiezione.

Questo lavoro è significativo per lo studio della misurazione collettiva e della termodinamica quantistica. Gli arbitri hanno commentato il lavoro come un importante passo avanti nel campo:"L'esperimento è ben eseguito, poiché i risultati seguono da vicino ciò che ci si aspetterebbe da un'implementazione ideale. Globale, Trovo l'articolo un contributo molto interessante al tema della retroazione quantistica e un'ottima combinazione di nuova teoria e implementazione sperimentale impeccabile."