量子世界是众所周知的复杂，它的多层次和微小的组成部分包括标准的分析方法。

支撑许多令人难以置信的量子现象的原则之一表明，我们可以同时知道量子系统的某些属性对的精度存在内在限制，这些属性被称为“互补”。

例如，您越精确地知道粒子的位置，您就越不能精确地知道它的速度，反之亦然。事实上，更确切地说，这些属性中的一个被确定，我们对相应属性的确定性就越低 - 在一种情况下知道精确答案只会增加获得全局的挑战。

一瞥全貌然后需要妥协 - 在一个属性的确定中折衷精确度以获得另一个属性的精确度。然而，实现量子物理定律所施加的“权衡”限制所允许的最佳全景是一项艰巨的任务。

现在布里斯托尔大学的专家认为他们已经展示了一种更容易绕过这一挑战的方法。他们的工作 发表在Optica杂志上 ， 可能对信息安全，生物医学和其他研究领域的未来产生影响，其中复杂的进步越来越依赖于结合和测量量子系统特性的能力。

布里斯托尔量子工程技术实验室 的研究人员设计的解决方案 涉及一种特殊设计的光纤，它能够以预示的方式生成单个光子，允许他们使用基于硬币翻转模拟的优雅简单的测量程序一次测量一个光子。 。他们的实验同时确定了单个光子的两个互补偏振特性，并且实现了量子物理定律所施加的权衡限制所允许的最佳“全图”。

布里斯托尔量子工程技术高级研究员Adetunmise Dada博士说：“在我们管理它之前，人们并不知道单个光子量子位上的这种量子限制同时测量可以通过基本设置以如此简单的方式实现。”实验室，该论文的主要作者。

“我们的研究结果揭示了通过使用实际测量设置我们可以学到多少关于量子系统的不同互补特性的限制。它还与我们如何依赖量子协议在现实世界实现中提供的信息安全性有关，因为相同的原则决定了量子密钥分发中窃听者可以破解的信息限制。

接下来，研究人员计划通过测试他们的方法是否可以应用于测量多个不兼容的属性和大规模量子态，在硅集成光学平台上实现，进一步突破量子理解的极限，这是一种很有前景的方法。实现以单光子自由度编码的多维量子态。

位于布里斯托大学的量子工程技术实验室是使用可扩展的最先进硅光子技术实现此类量子芯片的领导者。

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