理学一直依靠光学来检验其基本原理

嘿，朋友们，今天咱们聊点高大上的——量子光学和“后选择”技术！这可是物理学家用来检验量子力学基本原理的神器哦！

你知道吗？光子可是出了名的“社恐”，它们不怎么能互相“交流”——也就是相互作用。但科学家们偏要让它们合作，解决那些关于现实本质的大问题。于是，他们发明了“后选择”技术，就像用筛子过滤一样，筛选出需要的光子模式。这就像在一堆土豆片里挑出薯片一样，听起来简单，做起来可不简单。

但等等！布里斯托大学的科学家们最近发现，这筛子筛得越复杂，效果就越差，甚至跟“噪声”没啥区别了！这就意味着，我们能实现的纠缠态（也就是光子们的“纠缠关系”）会越来越少，这可咋整啊？

所以，问题来了：后选择技术的限制是否意味着我们需要寻找新的方法？未来，是不是需要更聪明的工具来解决量子纠缠的问题？或者，量子光学是否还能继续在量子计算和通信中大放异彩？

别急！科学家们已经在想办法了。比如，尝试用新的纠缠态（比如“图态”）来突破限制。不过，这也需要更多的实验和理论支持。总之，量子光学的未来，可比你看过的科幻电影还精彩！

自20世纪初发现量子力学以来，物理学家一直依靠光学来检验其基本原理。

即使在今天，线性量子光学(单个光子如何在镜子、波片和分束器中工作的物理原理)在观察多方纠缠、测试量子非局域性和解决关于现实本身性质的基本问题方面仍然处于领先地位。

众所周知，光避免相互作用。一束光不会轻易影响另一束光，他们只有通过干涉才能做生意。

到目前为止，量子力学测试依赖于我们产生光态的能力。在这些状态下，当所有光子都被测量时，我们可以筛选出一些测量模式，即那些需要相互作用的模式。物理学家称这种技术为“后选择”。

布里斯托大学量子光子学中心的一个团队的新工作发现了可以通过后选择进行的量子操作的基本限制。随着物理学家建立越来越大的光量子态，只有通过使用后的选择才能实现越来越少的纠缠态。

Bristol团队发现，随着后选择方案复杂度的增加，所需的交互状态(一开始很容易从较大的状态中筛选出来)开始表现出与噪声无法区分，使得后选择变得不可能。

每个光子可以携带量子信息的量子比特或“量子比特”，这些量子信息被用于从量子计算到量子通信的各种应用中。纠缠态的一个重要类别是“图态”，之所以这样称呼是因为它们的纠缠可以被可视化为图的量子位节点之间的连接。

研究人员将他们的启发式技术应用于图形状态，选择了多达9个量子位的图形，发现它们不到总数的五分之一。对于更大的量子系统，预计这一比例将急剧下降，这限制了当今量子光子技术可以实现的纠缠类型，并增加了对产生和纠缠光子的新技术的需求。

这部作品今天发表在《量子科学与技术》杂志上。

这项新工作的主要作者杰里米阿德科克(Jeremy Adcock)说：“尽管我们选举后的规则显示，大多数州都在禁区内，但它们也告诉我们如何建立最复杂的实验。”

负责该项目的约书亚西尔弗斯博士是布里斯托尔勒沃姆的早期职业研究员。他补充说：“人们对选择问题已经了解了很多年，但令人惊讶的是，只有现在我们才能理解它的基本限制。”

“后一种选择仍有一些挣扎，但这项工作应该真正让人们思考光学量子技术的现代方法。”