本报讯（记者严涛）西安交通大学物理学院教授张沛团队在高维量子测量的不相容结构研究方面取得进展，在理论上揭示了高维多测量场景不相容结构的复杂性，提出了判定不相容结构的新方法，并基于光子轨道角动量自由度搭建高维量子系统，实现了对多种不相容结构的实验观测。近日，相关研究成果发表于《物理评论快报》。

量子不相容揭示了量子测量中存在的非经典性，描述了多个量子测量无法同时获得精确信息的现象，被认为是量子信息处理任务的重要资源，在量子非局域性、量子非互易性、量子精密测量等领域有重要应用。一对量子测量的不相容性已经在实验中得到了验证，然而，考虑到高维复杂的量子信息处理任务，其测量会出现部分不相容又部分可相容的复杂结构，表征和观测其中的不相容结构对于基础量子理论具有重要意义。

此前，张沛团队在高维量子系统信息处理领域取得了多项进展。基于这些成果，研究团队提出了一种新方法，将高维量子系统中存在的复杂测量结构分解为更基础的成对可相容测量的集合，由于违背可相容结构的测量只能展现出有限的噪声抵抗能力，因此可以构建噪声超平面排除特定的可相容测量结构，从而判定对应的测量不相容结构的存在。他们通过这种方法给出了对称高维相互无偏基测量的真不相容结构的解析边界和非对称条件下任意高维测量的真不相容结构的数值边界。团队基于光子轨道角动量自由度的高维系统，实现了对特定量子不相容结构的捕获。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.133.190202