经受弱测量和还原操作的量子态的量子信息保存关系和示意图（G：通过测量获得的信息，F：测量后仍以量子态状态的信息，R：成功回归的概率）。图片来源：韩国科学技术院（KIST）
　　薛定谔的猫是一个思想实验，旨在解释量子叠加和量子测量，这是量子物理学的核心特征。在这个实验中，盒子里的猫可以同时活着和死去（量子叠加），它的状态（死或活）在盒子打开的那一刻决定（测量）。这种量子叠加和测量不仅是量子物理学的基础，也是量子计算和密码学安全的保证。
　　该研究小组由韩国科学技术研究院量子信息中心（KIST，校长SeokJinYoon）的SeongjinHong，HyangTagLim和SeungWooLee博士组成，首次推导并验证了量子测量中的信息保存关系。这增强了量子信息技术的安全性，即使在弱量子测量领域也是如此。
　　打开容纳猫的盒子（量子测量）以获取有关它是死的还是活的信息，将猫同时死亡和活着的初始条件（量子叠加）更改为死亡或活着。換句話說，貓從我們獲得其死亡信息的那一刻起就已經死了，或者從我們獲得其活著信息的那一刻起就活著了。由于量子测量的不可逆性，猫的状态无法逆转。
　　但是，如果测量没有完全完成，即如果盒子被打开一点点只是为了露出猫的尾巴，会发生什么？这个事件在量子力学中被称为弱测量。在这种情况下，无法获得有关猫的状态的完整信息，并且可以使用测量反转将猫的状态恢复到其初始状态。因此，通过考虑获得、干扰和可逆信息的数量来建立量子信息保存关系，是量子物理学中的挑战，也是保证量子技术安全性的重要任务。
　　研究小组从理论上推导出了一种信息保存关系，考虑了倒车概率以及现有的信息获取和状态扰动的关系。使用波片和偏振片等线性光学元件进行实验验证了这种信息保存关系，以实现弱测量和反转操作，并将其应用于由单个光子实现的三维量子态。这种信息保存关系表明，通过增加测量强度来获得更多关于量子态的信息会更多地干扰量子态。同时，还表明，在弱测量之前将干扰状态反转为初始状态的概率降低。请注意，如果有可能将受干扰的量子态反转为其初始状态，那么量子密码学的安全性可能无法得到保证。
　　领导这项研究实验的Hong博士和Lim博士以及领导该理论的Lee博士说：这是通过证明即使通过测量也无法增加量子态的信息总量来完美地证明量子技术在原则上是安全的结果。我们希望将其应用于量子计算，量子密码学和量子隐形传态的优化技术。
　　该研究发表在《物理评论快报》上。

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