原標題：量子相干和量子糾纏具有操作等效性

　　上圖 （a）兩個輸入態（S和A）都是不相干的，無法通過非相干操作轉化為糾纏；（b）輸入態S有非零相干，這種相干可以通過非相干操作轉化為糾纏。新結果表明，在這種情況下，輸入相干和輸出糾纏在數量上是相等的。

　　科技日報北京6月26日電 （記者常麗君）量子相干和量子糾纏是量子物理中的兩個標志特征。二者關系密切，但究竟有什么關系人們還不清楚。最近，英國、西班牙和印度三國研究人員組成的一研究小組，證明了這二者是“操作等效”的，即在實際意義上，它們是等效的，只是概念上有所區別。這一發現讓科學家能把幾十年的糾纏研究應用到更基本的、不是太成熟的相干研究中，有望推動更廣范圍的量子技術的進步。相關論文發表在最近的《物理評論快報》上。

　　量子相干和糾纏都源于量子疊加。量子疊加是同時包括多種狀態的單一量子態，相干和糾纏是其中的不同形式。相干表示所有物體具有波狀性質，如果一個物體的波被分成兩半，這兩個波就會發生干涉，形成的單一態也是兩個狀態的疊加；糾纏則是兩個糾纏粒子共享疊加態，而不是一個粒子的兩個分裂波。相干是量子計算的核心，而糾纏也在量子技術中扮演重要角色，如量子通訊、量子加密、超密編碼等。

　　研究人員指出，根據這兩種狀態的理論推導性質，相干和糾纏在數量上或操作上是等效的。通常在一個系統中，任何數量非零的相干都可以轉化為該系統和另一個初始非相干系統之間的等量糾纏，這種變換具有重要意義。從量子信息理論到量子生物學、納米熱動力學等新興領域，相干和糾纏的操作等效性可能會帶來深遠影響。

　　這意味著能通過檢測量子糾纏來檢測相干，現有的關于糾纏的知識都可以直接用在相干上。論文合著者、非盈利光子科學研究所—西班牙光子科學研究所的阿萊克斯·斯特萊斯佐夫說，他們從定性定量兩方面證明了糾纏和相干之間的關系。“這讓我們能證明，對相干的幾何測量是有效的數量，由此可以回答許多以往研究中遺留的問題。”

　　研究人員還指出，雖然相干和糾纏在操作上是等效的，但并不意味著二者是一回事，它們在概念上仍是不同的。今后他們打算研究相干和糾纏能否互相轉變成第三種狀態——量子失諧，這是兩個系統間的另一種量子關聯。

　　 總編輯圈點

　　量子科學正處于非常初步的階段，“相干”“糾纏”“疊加”都是有關新聞中最常見的字眼。但這些概念之間是什么關系尚未明晰透徹，但宇宙間還是在遵照一定的規律運行，我認為“一生二、二生三、三生萬物”就很能形容目前的量子科學。雖然距離真正的量子應用還很遙遠，但現在弄明白最基礎概念的內涵和外延，正是為了不在未來重新質疑“先有蛋還是先有雞”的前提。

(來源:科技日報)