1、量子物理體系有許多區(qū)別于經(jīng)典物理體系的有趣屬性，而不確定關(guān)系描述了其中一個(gè)重要的方面。不確定關(guān)系大致分為兩類(lèi)。其中一類(lèi)描述的是不對(duì)易觀測(cè)量取值的彌散程度所滿足的約束關(guān)系，反映了觀測(cè)量和量子態(tài)本身的性質(zhì);這類(lèi)不確定關(guān)系可以被稱為制備型不確定關(guān)系，量子力學(xué)教科書(shū)中的不確定關(guān)系大多屬于這一類(lèi)。另一類(lèi)不確定關(guān)系更接近海森堡的原始思想，可以被稱為測(cè)量型不確定關(guān)系，探討的是測(cè)量中的不準(zhǔn)確性——比如，相繼測(cè)量?jī)蓚€(gè)不相容的觀測(cè)量時(shí)，先施加的測(cè)量的誤差與

2、后施加的測(cè)量所遭受的擾動(dòng)之間存在著制約關(guān)系;或者說(shuō)，利用聯(lián)合測(cè)量來(lái)對(duì)兩個(gè)不相容的觀測(cè)量進(jìn)行近似測(cè)量時(shí)，近似帶來(lái)的誤差之間存在著制約關(guān)系。
　　本文首先簡(jiǎn)要介紹量子力學(xué)的誕生與發(fā)展，以及不確定關(guān)系的梗概。隨后介紹了三種典型的自旋磁共振體系，包括核磁共振體系、電子順磁共振體系和金剛石的氮-空位色心體系。接下來(lái)是本文的中心內(nèi)容，主要包括以下三個(gè)方面。
　　1.制備型不確定關(guān)系，特別是角動(dòng)量三個(gè)分量的不確定關(guān)系及其實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)。制備型不

3、確定關(guān)系是人們較為熟知的一類(lèi)不確定關(guān)系，存在多種表述方式，如基于標(biāo)準(zhǔn)差或方差的不確定關(guān)系、基于信息熵的不確定關(guān)系等等。其中較為著名的不確定關(guān)系往往只包含兩個(gè)觀測(cè)量，而多個(gè)觀測(cè)量之間的非平庸的不確定關(guān)系一般不能由兩個(gè)關(guān)系量之間的不確定關(guān)系直接推出。角動(dòng)量三個(gè)分量的某些不確定關(guān)系即是如此。利用單個(gè)氮-空位色心的電子自旋完成了對(duì)角動(dòng)量三個(gè)分量的若干非平庸的不確定關(guān)系的實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)。
　　2.測(cè)量型不確定關(guān)系，特別是一種基于測(cè)量結(jié)果概率分布之

4、間的統(tǒng)計(jì)距離的不確定關(guān)系及其實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)。測(cè)量型不確定關(guān)系也發(fā)展出多種表述方式。近年來(lái)，有人提出了一種基于測(cè)量結(jié)果概率分布之間的統(tǒng)計(jì)距離的不確定關(guān)系，其物理意義較為合理。針對(duì)量子比特情形改進(jìn)了這種不確定關(guān)系，在改進(jìn)后的關(guān)系中，不確定程度的下界是目標(biāo)觀測(cè)量的不相容度;并且利用核磁共振技術(shù)對(duì)改進(jìn)后的不確定關(guān)系進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)。
　　3.基于相干的絕熱量子泵及其量子模擬實(shí)驗(yàn)。量子相干與量子不確定性緊密相關(guān)。作為量子物理體系的基本屬性之一，量子