波粒二象性转变与量子芝诺效应——基于超导量子处理器的路径选择实验研究
波粒二象性展现了量子力学的独特本质。在路径选择实验中,根据测量方案的不同,粒子会呈现波动性或粒子性特征——正如玻尔互补性原理所阐释的那样。本工作基于二维超导量子处理器实现了马赫-曾德尔(MZ)干涉仪实验。通过精确调控路径测量强度,该团队观测到光子从波动性到粒子性的行为转变。更进一步,通过对两条路径上的两个量子比特进行量子态层析,实验证实路径测量会破坏路径间的纠缠与相干性,并导致量子系统向环境的信息泄露。为定量描述该现象,该团队推导出熵与干涉条纹可见度之间的互补关系式。在量子态演化过程中施加连续路径测量时,该团队还观测到量子芝诺效应会部分阻塞干涉路径,引发体系纯度和冯·诺依曼熵的非单调变化。这些实验不仅完整表征了干涉仪的动力学过程,揭示了波粒二象性与量子信息的关联,更彰显了超导量子处理器在高精度可控条件下检验量子基础理论的潜力。

