中國科大郭光燦院士領導的中國科學院量子信息重點實驗室在量子力學基礎研究中取得重要進展，該實驗室首次在實驗上利用量子互文性產(chǎn)生出量子非局域性，并首次證明光子的測量結(jié)果與其歷史無關(guān)，為堵上非局域性檢驗中的自由意志漏洞打下了重要基礎。成果日前發(fā)表在國際權(quán)威物理學期刊《物理評論快報》上。

隨著量子信息技術(shù)的發(fā)展，近年來對于量子非局域性的實驗檢驗（貝爾不等式）突飛猛進。目前，學術(shù)界已公認量子非局域性是量子物理的最基本特性之一。隨之而來出現(xiàn)兩個更深入的問題：一是量子非局域性的起源是什么，它是否由量子物理的其他基本特性產(chǎn)生？二是能否在非局域性實驗中進一步排除其它漏洞？

中國科大研究組對這兩個問題展開了細致的實驗研究。他們設計出一種精妙的光學分束器，利用它在實驗上制備出高保真度的兩光子四比特糾纏態(tài)，然后把兩個光子（分別攜帶兩個比特）分發(fā)給A和B兩個測量者。二者分別對自己的兩個比特進行一系列測量。研究組首先實驗驗證糾纏態(tài)本身不能違背貝爾不等式，沒有非局域性。然后，他們對A邊的光子做相繼測量，進行互文性檢驗的同時檢驗相應的貝爾不等式。結(jié)果表明，這時貝爾不等式被違背了，也就是說他們利用量子互文性產(chǎn)生出了量子非局域性。另一方面，這個不等式恰好可以從自由意志定理推導出來，它的違背意味著對于光子的測量結(jié)果與其歷史無關(guān)。

研究小組李傳峰教授表示，該項工作對于量子非局域性和量子互文性等的理解具有重要的推動作用。同時，實驗結(jié)果也表明，一個量子系統(tǒng)能同時提供容錯量子計算和設備無關(guān)的量子保密通訊的資源，為設計融量子計算和保密量子通訊為一體的量子系統(tǒng)奠定了基礎。（記者 吳長鋒）

中國科大首次利用量子互文性產(chǎn)生出量子非局域性

圖文簡介