大皖新聞?dòng)? 大皖新聞?dòng)浾?月5日從中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校郭光燦院士團(tuán)隊(duì)李傳鋒教授、許金時(shí)研究組與合作者發(fā)展了適合研究單體高維量子系統(tǒng)的可擴(kuò)展光學(xué)體系，成功觀(guān)測(cè)到最強(qiáng)的邏輯形式量子關(guān)聯(lián)。1月29日，研究成果發(fā)表于《科學(xué)進(jìn)展》。

量子力學(xué)允許出現(xiàn)超越經(jīng)典物理學(xué)的關(guān)聯(lián)，其中邏輯形式的量子關(guān)聯(lián)無(wú)需違背不等式，能夠更明確地展示與經(jīng)典關(guān)聯(lián)的不同，吸引了廣泛的關(guān)注。1989年，Greenberger, Horne和Zeilinger (GHZ)首次預(yù)言了態(tài)依賴(lài)的邏輯形式量子關(guān)聯(lián)，揭示了量子力學(xué)和經(jīng)典物理學(xué)在實(shí)驗(yàn)中四個(gè)條件概率組合的預(yù)言上出現(xiàn)確定性的矛盾，即著名的GHZ悖論。

邏輯形式量子關(guān)聯(lián)的強(qiáng)度與所使用的條件概率組合的數(shù)量有關(guān)，條件概率組合數(shù)越少，量子關(guān)聯(lián)就越強(qiáng)。自GHZ結(jié)果發(fā)表36年以來(lái)，更強(qiáng)的邏輯形式量子關(guān)聯(lián)一直未取得進(jìn)展。

為了解決這一開(kāi)放性問(wèn)題，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)展了適用于邏輯形式關(guān)聯(lián)的圖論方法，通過(guò)搜索圖論常數(shù)，在37維空間中發(fā)現(xiàn)了僅使用三個(gè)條件概率組合的量子關(guān)聯(lián)。研究進(jìn)一步表明，條件概率組合的數(shù)量已無(wú)法進(jìn)一步減少，證明了該結(jié)果就是邏輯形式量子關(guān)聯(lián)的極限。

大皖新聞?dòng)浾吡私獾剑瑸榱擞^(guān)察到高維空間中的量子關(guān)聯(lián)，研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一個(gè)基于直和空間編碼和時(shí)間維度復(fù)用的可擴(kuò)展光學(xué)體系，可以將高維空間中的制備-測(cè)量實(shí)驗(yàn)分解為多個(gè)低維空間中的實(shí)驗(yàn)。團(tuán)隊(duì)在該體系中以超過(guò)8個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差的置信度，觀(guān)測(cè)到了高維空間下邏輯形式量子關(guān)聯(lián)。

研究人員介紹，該研究將為尋找更強(qiáng)的其它形式量子關(guān)聯(lián)提供重要線(xiàn)索，同時(shí)實(shí)驗(yàn)中所觀(guān)測(cè)到的量子關(guān)聯(lián)將在量子計(jì)算和量子通信領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。

大皖新聞?dòng)浾? 魏鑫鑫  實(shí)習(xí)生 王樂(lè)

編輯  崔恒