Onder leiding van academicus Prof. Guo Guangcan van de Chinese Academie van Wetenschappen (CAS), Prof. Li Chuanfeng's groep en Prof. Xiang Guoyong's groep van University of Science and Technology of China (USTC), KAS, in samenwerking met theoretisch natuurkundigen uit Duitsland, Italië en Zwitserland, voerde het eerste experiment uit met behulp van verstrengelde collectieve meting voor het minimaliseren van kwantummeting-backaction op basis van fotonisch systeem.

Het resultaat is online gepubliceerd in Fysieke beoordelingsbrieven op 16 november.

Wanneer een waarneembaar object twee keer wordt gemeten op een evoluerend coherent kwantumsysteem, de eerste meting verandert meestal de statistische informatie van de tweede meting omdat de eerste meting de kwantumcoherentie van het systeem brak, die meting backaction wordt genoemd.

Een eerder theoretisch werk van Dr. Martí Perarnau Llobet in 2017 wees erop dat, zonder de basisvereisten van de kwantumthermodynamica te schenden, meting backaction kan niet volledig worden vermeden, maar de mate van terugwerking veroorzaakt door projectieve meting kan worden verminderd door collectieve meting.

Op basis van de bovenstaande theoretische onderzoeksresultaten, Prof. Xiang en de co-auteurs realiseerden de kwantumcollectieve meting en observeerden met succes de vermindering van meetbackaction in 2019.

Omdat de kwantumcollectieve metingen die in eerdere werken werden gebruikt, te scheiden waren, een natuurlijke vraag kan worden gesteld:of er kwantumverstrengelde collectieve metingen zijn die meer backactie verminderen dan wat we hebben bereikt.

Prof. Xiang en zijn theoretische medewerkers bestudeerden de optimale collectieve meting in het twee qubit-systeem. Ze vonden dat er theoretisch een optimale verstrengeling collectieve meting is, die de backaction in een systeem met twee qubits kan minimaliseren, en bij sterk coherente evolutie kan de terugwerking tot nul worden onderdrukt.

Vervolgens, ze ontwierpen en implementeerden de verstrengelingsmeting via fotonische kwantumwandeling met een getrouwheid tot 98,5%, en observeerde de vermindering van de reactie van projectiemeting.

Dit werk is van belang voor de studie van collectieve metingen en kwantumthermodynamica. De scheidsrechters merkten op dat het werk een grote vooruitgang in het veld vertegenwoordigt:"Het experiment is goed uitgevoerd, omdat de resultaten nauw aansluiten bij wat men zou verwachten van een ideale implementatie. Algemeen, Ik vind het artikel een zeer interessante bijdrage aan het onderwerp kwantumbackaction en een geweldige combinatie van nieuwe theorie en foutloze experimentele implementatie."