Onlangs, een onderzoeksteam onder leiding van academicus Guo Guangcan van CAS Key Laboratory of Quantum Information van de University of Science and Technology of China (USTC) van CAS, heeft belangrijke vooruitgang geboekt in de kwantuminformatietheorie. Prof. Li Chuanfeng en Prof. Xiang Guoyong van het team werkten samen met Dr. Strelstov van de Universiteit van Warschau om het denkbeeldige deel van de kwantumtheorie als hulpmiddel te onderzoeken, en er zijn een aantal belangrijke resultaten behaald. Relevante resultaten worden nu gezamenlijk gepubliceerd als Editors' Suggestion in Fysieke beoordelingsbrieven en Fysieke beoordeling A .

Een complex getal is een wiskundig hulpmiddel, en het wordt veel gebruikt in de mechanica, elektrodynamica, optica en andere verwante natuurkundegebieden om een ​​elegante formulering van de bijbehorende theorie te verschaffen. De geboorte van de kwantummechanica geeft een uniform beeld van golf en deeltje, en versterkt verder de prominente rol van complexe getallen in de natuurkunde. Echter, de vraag of complexe structuren nodig zijn voor de kwantummechanica is al lang onderwerp van discussie door natuurkundigen

Onderzoekers hebben het complexe getal beschouwd als een soort kwantumbron, en onthullen zijn onvervangbare rol in de lokale discriminatie van bipartiete kwantumtoestanden. Verder, in het kader van de theorie van kwantumbronnen, ze bestudeerden de meetmethode van deze hulpbron en het transformatieprobleem onder verschillende vrije operaties. Ze hebben het probleem van robuustheidsmeting van complexe afmetingen opgelost, transformatie van enkelbits kwantumtoestand onder vrije werking, en wederzijdse transformatiewaarschijnlijkheid van elke zuivere toestand onder vrije werking.

Met behulp van de twee-foton verstrengelde toestand bereid door parametrische neerwaartse conversie, onderzoekers hebben verder de succeskans van het lokaal onderscheiden van kwantumtoestanden gemeten en vergeleken wanneer alleen de echte meetbasis en de algemene meetbasis werden gebruikt. Ze observeerden met succes de toename van de succeskans bij het gebruik van de complexe meetbasis, die de belangrijke rol van het complex in de kwantummechanica bevestigden.

Dit werk bewijst dat het imaginaire deel onmisbaar is in de theorie van de kwantummechanica. De recensent raadde het ten zeerste aan, opmerkend:"Ik vind dat de kwantumimaginariteit kan worden beschouwd als een sterkere vorm van kwantumcoherentie... Ik denk ook dat de resultaten in het manuscript onderzoek naar de kwantumbasis en de kwantumbrontheorieën met een rijkere structuur zullen stimuleren."