此文介绍 Nature, 474, 188 (2011) 这篇工作。 而这篇文章则宣称,利用量子力学弱测量理论,我们不需要使用那些乱七八糟的反演算法,简简单单求几个平均值就能测量得到波函数。 为了说明白弱测量,我们首先得搞清楚量子力学经典的冯诺依曼测量理论。我在这个知乎回答(请见:https://www.zhihu.com/question/55043731/answer/142477353)中曾简单阐述过,这里直接抄过来: 如果x是某个宏观的可观测量,例如电子打在屏幕上的位置,那么我们便完成了将任意可测量量 M 转换为宏观可观测量的过程(只要能构造出恰当的相互作用)。 @Yiming Pan 在知乎上写过不少关于弱测量的“科普”文章,读者有兴趣可以去看看。
 而分母上是一个常数,可以看作是归一化因子外加全局相位不用管。 接下来就是实验实现了。这个小组选择了方便操作的单光子系统进行演示,如下图所示 待测系统选作光子的横向自由度,而测量仪器则是光子的自旋自由度,纵向传播来代替时间演化。图中最左侧通过一个单光子源+光阑+透镜+玻片来制备初态波函数;然后在第二块透镜的前焦面上放上一小块半玻片作为待测系统和测量仪器的相互作用:通过旋转取向,它能够仅转动通过其的线偏光的偏振角度,并且让这个角度足够小以达到弱测量的要求;第二块透镜的后焦面上的波函数是前焦面的傅里叶变换,通过一道狭缝选取中心位置,便等价于后选择 p=0 的步骤。最后再完成对出射光子偏振状态的测量,也就是读取测量仪器读数,便可以测量得到波函数。
左图图是测得的波函数实部和虚部;右图是根据这个实部虚部算的的波函数模方(散点)与直接在前焦面测量(实线)的结果对比;右图上方的方点为相位分布。
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