量子論と情報理論の関連性が証明される(A connection between quantum theory and information theory proved)

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2024-12-10 リンショーピング大学

リンショーピング大学の研究者らは、新たな実験により、量子力学の基本原理である相補性原理と情報理論との直接的な関係を実証しました。この研究は、2014年にシンガポールの研究チームが数学的に示した理論を実験的に確認したもので、量子通信や量子計測、量子暗号の理解に新たな視点を提供します。相補性原理は、光が波と粒子の二重性を持ち、同時に両方の性質を測定できないことを示しています。今回の実験では、波と粒子の特性の組み合わせに関わらず、未知の情報量が常に1ビット存在することが確認されました。この成果は、将来の量子情報技術の基盤を築く重要な一歩となると期待されています。

<関連情報>

エントロピー的不確定性と波動粒子二重性の等価性の実験的実証Experimental demonstration of the equivalence of entropic uncertainty with wave-particle duality

Daniel Spegel-Lexne, Santiago Gómez, Joakim Argillander, Marcin Pawłowski, […], and Guilherme B. Xavier
Science Advances  Published:6 Dec 2024
DOI:https://doi.org/10.1126/sciadv.adr2007

量子論と情報理論の関連性が証明される(A connection between quantum theory and information theory proved)

Abstract

Wave-particle duality is one of the most notable and counterintuitive features of quantum mechanics, illustrating that two incompatible observables cannot be measured simultaneously with arbitrary precision. In this work, we experimentally demonstrate the equivalence of wave-particle duality and entropic uncertainty relations using orbital angular momentum (OAM) states of light. Our experiment uses an innovative and reconfigurable platform composed of few-mode optical fibers and photonic lanterns, showcasing the versatility of this technology for quantum information processing. Our results provide fundamental insights into the complementarity principle from an informational perspective, with implications for the broader field of quantum technologies.

1600情報工学一般
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