近日，我院物理系青年教师王恒岩博士以第一作者身份在国际权威刊物《npj Quantum Information》（影响因子: 9.2）发表一篇题为“Uncertainty equality with quantum memory and its experimental verification”的学术论文。
不确定关系是量子物理中最重要的基本原理之一，在量子精密测量、量子通信等量子信息处理任务重起到关键作用。通常，不确定关系是用标准差来表示的，除此以外，熵也可以作为不确定度的一个自然度量，它可以表示为一个描述量子系统状态的函数，度量其内在的不确定性。1988年Massen和Uffink将量子系统塌缩到确定基矢集合，用Shannon熵表示测量结果的不确定度，得到一般情况下熵不确定关系。随后2010年Berta等考虑了两体系统情形，得到系统存在纠缠时的不确定关系，并被推广到平滑熵情形，发展了很多在量子密钥分发领域的应用。以上情形都是仅在两个互补观测量集上的测量，如果考虑完全的无偏互补观测量，Brukner和Zeilinger提出单体系统中的熵不确定关系等式形式，这意味着在系统与外界无能量交换时，选择一组特别的互补观测量集，系统的可测量信息之和是不变的。
最近，基于Zeilinger的信息度量方式，王恒岩与其合作者得到了纠缠辅助下的无偏测量的不确定关系。理论结果发现，如果考虑到量子纠缠，那么在子系统无偏测量下的不确定度之和是一个确定的数，仅与系统初始状态相关。并且，王恒岩与其合作者设计了巧妙的观测方法，在实验中直接实现了线性熵定义的不确定度的直接度量，进而利用五比特量子系统验证了包含纠缠的两体系统不确定关系的等式形式，其中采用的实验手段及数据处理方法对其他物理体系具有很好的适用性和扩展性。该工作在量子随机数生成等量子信息处理任务中有潜在的重要应用。
此外，王恒岩在2018年以第一通讯作者身份在物理学顶尖刊物《Physical Review Letters》（影响因子: 8.462）发表一篇题为 “Experimental demonstration of observability and operability of robustness of coherence”的学术论文，实验中直接观测了基于鲁棒性定义的量子相干度量，具有很高的学术意义。
以上研究由我校、中国科学技术大学、上海交通大学、浙江工业大学、首都师范大学合作完成，得到了国家自然科学基金委、中国科学院和浙江省自然科学基金委的资助。（物理系：王恒岩课题组）
