对三个不相容可观测量的海森堡不确定性下界的单量子比特测量

作为量子理论的核心概念之一，海森堡不确定性关系所施加的基本约束，在一般量子力学可观测量的联合测量背景下，一直是备受关注和挑战的主题。特别是，最近对原始不确定性关系的扩展已成为一个独特的研究焦点，并在量子力学和量子信息处理中树立了新的前沿目标。在本工作中，我们遵循新提出的误差权衡关系的基本思想，探索三个不相容可观测量的联合测量。与两个不相容可观测量的对应情况相比，三个不相容可观测量的联合测量更为复杂，并且在理解量子力学测量方面具有更根本的意义。基于海森堡在1927年提出的原始思想，我们发展了相容可观测量的误差权衡关系，以明确地逼近三个不相容可观测量。利用这些关系，我们在谐振子势中使用单个超冷 $^{40}Ca^{+}$ 离子，首次实验验证了三个不相容可观测量的联合测量。我们预期，我们的探究将对量子精密测量和其他相关量子信息技术至关重要。