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$d+1$ 测量基底足以确定 $d$ 维量子态:理论与实验

量子物理 2025-08-12 v2

摘要

量子物理中确定未知量子态所需最小测量基底数的长期问题是高维量子信息处理的关键问题之一。我们提出一种仅需 d+1d+1 个投影测量基底即可完全重构任意 dd 维量子态的量子态测量方案。作为原理验证,我们在硅光子芯片上通过重构 d=6d=6 的量子态来验证了该方案,其中不存在完整的互相正交基(mutually unbiased bases)。该方法为量子态表征和测量设计提供了新视角,并为未来的量子信息处理应用奠定了基础。

关键词

引用

@article{arxiv.2507.11204,
  title  = {$d+1$ Measurement Bases are Sufficient for Determining $d$-Dimensional Quantum States: Theory and Experiment},
  author = {Tianqi Xiao and Yaxin Wang and Ying Xia and Zhihao Li and Xiaoqi Zhou},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2507.11204},
  year   = {2025}
}