《自然?物理学》聚焦清华交叉信息院量子信息研究最新成果

清华大学交叉信息院量子信息研究小组一项关于海森堡极限下的量子复制的研究成果近期引发国际同行的广泛关注。1月5日，《自然·物理学》(Nature Physics)刊发题为《量子信息：小概率超级复制》（Quantum information: The occasional super clock-cloner）的学术评论文章对此项研究成果进行深入讨论。

评论文章认为，清华大学交叉信息院量子信息研究小组提出的"超复制"让我们重新审视非克隆定律，超级复制是通过获取某个事物的若干副本，制造出大量成倍的近乎完美的复制品，而这一过程必然伴随着很低的成功率。文章作者约翰·卡尔萨米格力亚（John Calsamiglia）教授进一步指出，朱力欧·克贝拉（Giulio Chiribella）及其同事提出一套惊人的机制，很有可能会推进量子信息理论方面的基础研究，引发学术界对于量子信息学中"不可能"与"小概率"之关系的深入思考。

此项研究成果是由清华交叉信息院副教授朱力欧·克贝拉和在读2013级博士研究生杨宇翔与姚期智教授合作完成，论文《海森堡极限中的量子复制》（Quantum replication at the Heisenberg limit）于2013年12月5日发表在《自然》子刊《自然通讯》（Nature Communications）上。量子非克隆定理是量子力学的基础之一，该项研究在非克隆定理的框架下考虑了概率性量子克隆问题。此研究论文提出了一类最优的概率性克隆方法，它们的效率和精度都远高于传统的确定性量子克隆方法。文章同时证明，若想取得这种效率和精度上的飞跃，概率性克隆方法的成功率必须保持很低的水平。另一方面，该研究还给出了一系列有关量子克隆效率和概率性量子测量的边界，并由此将量子克隆和量子测量联系在一起，对于量子理论的基础研究有重要创新意义。

该项研究得到国家973重大科学问题导向项目、国家自然科学基金及中组部青年千人计划的支持。

来源：清华大学交叉信息院 编辑：范丽