科技日报北京6月26日电 （记者常丽君）量子相干和量子纠缠是量子物理中的两个标志特征。二者关系密切，但究竟有什么关系人们还不清楚。最近，英国、西班牙和印度三国研究人员组成的一研究小组，证明了这二者是“操作等效”的，即在实际意义上，它们是等效的，只是概念上有所区别。这一发现让科学家能把几十年的纠缠研究应用到更基本的、不是太成熟的相干研究中，有望推动更广范围的量子技术的进步。相关论文发表在最近的《物理评论快报》上。

    量子相干和纠缠都源于量子叠加。量子叠加是同时包括多种状态的单一量子态，相干和纠缠是其中的不同形式。相干表示所有物体具有波状性质，如果一个物体的波被分成两半，这两个波就会发生干涉，形成的单一态也是两个状态的叠加；纠缠则是两个纠缠粒子共享叠加态，而不是一个粒子的两个分裂波。相干是量子计算的核心，而纠缠也在量子技术中扮演重要角色，如量子通讯、量子加密、超密编码等。

    研究人员指出，根据这两种状态的理论推导性质，相干和纠缠在数量上或操作上是等效的。通常在一个系统中，任何数量非零的相干都可以转化为该系统和另一个初始非相干系统之间的等量纠缠，这种变换具有重要意义。从量子信息理论到量子生物学、纳米热动力学等新兴领域，相干和纠缠的操作等效性可能会带来深远影响。

    这意味着能通过检测量子纠缠来检测相干，现有的关于纠缠的知识都可以直接用在相干上。论文合著者、非盈利光子科学研究所—西班牙光子科学研究所的阿莱克斯·斯特莱斯佐夫说，他们从定性定量两方面证明了纠缠和相干之间的关系。“这让我们能证明，对相干的几何测量是有效的数量，由此可以回答许多以往研究中遗留的问题。”

    研究人员还指出，虽然相干和纠缠在操作上是等效的，但并不意味着二者是一回事，它们在概念上仍是不同的。今后他们打算研究相干和纠缠能否互相转变成第三种状态——量子失谐，这是两个系统间的另一种量子关联。

    总编辑圈点

    量子科学正处于非常初步的阶段，“相干”“纠缠”“叠加”都是有关新闻中最常见的字眼。但这些概念之间是什么关系尚未明晰透彻，但宇宙间还是在遵照一定的规律运行，我认为“一生二、二生三、三生万物”就很能形容目前的量子科学。虽然距离真正的量子应用还很遥远，但现在弄明白最基础概念的内涵和外延，正是为了不在未来重新质疑“先有蛋还是先有鸡”的前提。