近日，中国科学技术大学的于勐与安徽大学的王栋等人合作并取得一项新进展。经过不懈努力，他们实现了广义多体熵不确定关系的实验检验。相关研究成果已于2024年12月26日在国际知名学术期刊《物理评论A》上发表。

该研究团队使用具有可控退相干通道的四光子纠缠态，对这一广义熵不确定性关系（GEUR）进行了实验检验，并表明在三体情境中，GEUR相较于雷内斯和博伊洛的著名结果，改进了熵界限。

作为应用，研究人员还进一步展示了基于GEUR的量子密钥分发中安全密钥率的提升。这项研究结果将熵不确定性关系（EUR）的测试扩展到了多体领域，并可能在实际量子密码学任务中找到应用。

据悉，熵不确定性关系（EUR）从信息论的角度，阐述了量子力学固有不确定性的限制。更紧的不确定性关系下界可以为量子通信协议，提供信息论层面的安全性。最近，人们已经针对任意多体系统中多个可观测量的测量，提出了广义熵不确定性关系（GEUR）。

附：英文原文

Title: Experimental test of generalized multipartite entropic uncertainty relations

Author: Zhao-An Wang1,2,*, Bo-Fu Xie3,*, Fei Ming3,*, Yi-Tao Wang1,2,*, Dong Wang3,†, Yu Meng1,2,‡, Zheng-Hao Liu1,2, Kai Xu1,2, Jian-Shun Tang1,2,4,§ et al.

Issue&Volume: 2024-12-26

Abstract: Entropic uncertainty relation (EUR) formulates the restriction of the inherent uncertainty of quantum mechanics from an information-theoretic perspective. A tighter lower bound for uncertainty relations can provide information-theoretic security to quantum communication protocols. Recently, a generalized EUR (GEUR) for the measurement of multiple observables in arbitrary many-body systems has been formulated. Here, we experimentally test this GEUR using a four-photon entangled state with a controllable decoherence channel and show that for the tripartite scenario, the GEUR improves the entropic bound from Renes and Boileau's famous results. As an application, we further demonstrate an improvement of the secure key rate in quantum key distribution from the GEUR. Our results extend the test of EURs into multipartite regimes and may find applications in practical quantum cryptography tasks.

DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevA.110.062220

Source: https://journals.aps.org/pra/abstract/10.1103/PhysRevA.110.062220