記者從中國科學技術大學獲悉，該校郭光燦院士團隊李傳鋒、項國勇研究組與波蘭華沙大學亞歷山大·斯特雷佐夫等人合作，對復數這種量子資源進行深入研究，驗證了復數在量子力學中具有重要作用。相關成果3月1日發表于《物理評論快報》和《物理評論A》。
復數是一種數學工具，然而廣泛應用于力學、電動力學和光學等物理學相關領域中，使相應理論有了一個優雅簡潔的表述。我們把形如z=a+bi(a,b均為實數)的數稱為復數，其中a稱為實部，b稱為虛部，i稱為虛數單位。量子力學的誕生給出了波和粒子的統一圖景，進一步加強了復數在物理學中的突出作用。
項國勇等人將復數作為一種量子資源，揭示了其在局部量子態區分中有著不可替代的作用，并研究了該種資源的度量方式以及在各種量子操作下的轉化問題。他們從理論上完全解決了復數大小的魯棒性度量問題、單比特量子態在自由操作下的轉化問題以及任意純態在自由操作下的相互轉化概率問題。
中國科大團隊利用雙光子糾纏態，進一步測定并比較了當僅用實數測量基和可使用任意測量基情形下的局部量子態區分的成功概率，成功觀察到當使用復數測量基時其成功概率的增加。
該研究成果證明了虛部在量子力學理論中不可或缺。審稿人認為， 量子虛部可以看成是量子相干性的一種更強的形式，該工作可以激發更多的量子力學基本問題和更豐富結構的量子資源理論。 (記者 吳長鋒)
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